Estudio de la contaminación ambiental derivada de las actividades agropecuarias en la región pampásica

En Argentina, el uso de herbicidas a base de Glifosato aumentó dramáticamente (hasta más de 200.000 toneladas en 2012) desde la introducción de cultivos resistentes al Glifosato, como soja transgénica y maíz resistente, y la adopción de prácticas sin labranza en la década de 1990. En la región pampeana dominada por el cultivo de soja. Se presentan a continuación distintos escenarios ambientales donde se estudian los alcances de estas prácticas agrícolas. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la ocurrencia y concentración del herbicida y su principal metabolito (AMPA) en el suelo y otros compartimentos del agroecosistema mencionado, incluidas las aguas subterráneas, en relación con prácticas agrícolas reales en la región. La ocurrencia fue casi ubicua en matrices sólidas (83 - 100%) con concentraciones máximas entre las más altas reportadas en el mundo (suelo: 8105 y 38939 μg/kg ; sedimentos: 3294 y 7219 μg/kg; materia particulada suspendida (MPS): 584 y 475 μg/kg de glifosato y AMPA). Se observó una frecuencia de detección más baja en aguas superficiales (27 - 55%) con concentraciones máximas en agua entera de 1,80 y 1,90 μg/L de glifosato y AMPA, lo que indica que el análisis de MPS puede ser más sensible para la detección en el ecosistema acuático. No hay concentraciones detectables de glifosato o AMPA en el agua subterránea. Al disponer del historial de aplicaciones y concentraciones pulverizadas en los campos, las concentraciones de glifosato en suelos se correlacionaron mejor con la dosis total acumulada y número total de aplicaciones que la última dosis de evento de pulverización. A partir de esta información se estimó un incremento de 1 mg de glifosato / kg de suelo cada 5 eventos de fumigación. Los hallazgos permiten inferir que, según las prácticas actuales, las tasas de aplicación son más altas que las tasas de disipación. Por lo tanto, glifosato y AMPA deberían considerarse contaminantes “pseudopersistentes” y una revisión de los procedimientos de gestión y uso. También se deben recomendar programas de monitoreo y riesgo ecológico para el suelo y los sedimentosCentro de Investigaciones del Medioambient

Cypermethrin and Chlorpyrifos Concentration Levels in Surface Water Bodies of the Pampa Ondulada, Argentina

Taking into account that the extent of the crops in the region is about ten million hectares of the genetically modified soybean variety (RR), the aim of the present study is to determine concentration levels of cypermetrin and chlorpyrifos in water and sediments from a first order stream of the Pergamino-Arrecifes system, and in the lower basins of five main tributaries flowing into the Parana river.Centro de Investigaciones del Medioambient

Improved QSAR modeling of anti-HIV-1 acivities by means of the optimized correlation weights of local graph invariants

We report the results derived from the use of molecular descriptors calculated with the correlation weights (CWs) of local graph invariants for modeling of anti-HIV-1 potencies of two groups of reverse transcriptase inhibitors. The presence of different chemical elements in the molecular structure of the inhibitors and the Morgan extended connectivity values of zeroth-, first-, and second order have been examined as local graph invariants in the labeled hydrogen-filled graphs. We have computed via Monte Carlo optimization procedure the values of CWs which produce the largest possible correlation coefficient between the numerical data on the anti-HIV-1 potencies and those values of the descriptors on the training set. The model of the anti-HIV-1 activity obtained with compounds of training set by means of optimization of correlation weights of chemical elements present together with Morgan extended connectivity of first order makes up a sensible model for a satisfactory prediction of the endpoints of the compounds belonging to the test set.Facultad de Ciencias ExactasInstituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasCentro de Investigaciones del Medio Ambient

Improved QSAR modeling of anti-HIV-1 acivities by means of the optimized correlation weights of local graph invariants

We report the results derived from the use of molecular descriptors calculated with the correlation weights (CWs) of local graph invariants for modeling of anti-HIV-1 potencies of two groups of reverse transcriptase inhibitors. The presence of different chemical elements in the molecular structure of the inhibitors and the Morgan extended connectivity values of zeroth-, first-, and second order have been examined as local graph invariants in the labeled hydrogen-filled graphs. We have computed via Monte Carlo optimization procedure the values of CWs which produce the largest possible correlation coefficient between the numerical data on the anti-HIV-1 potencies and those values of the descriptors on the training set. The model of the anti-HIV-1 activity obtained with compounds of training set by means of optimization of correlation weights of chemical elements present together with Morgan extended connectivity of first order makes up a sensible model for a satisfactory prediction of the endpoints of the compounds belonging to the test set.Facultad de Ciencias ExactasInstituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasCentro de Investigaciones del Medio Ambient

Upgrading the Wiener index

The Wiener index W is the oldest molecular-graph-based structure-descriptor. It is defined as the sum of the distances of all pairs of vertices of the molecular graph G, where the distance is the number of edges in the shortest path connecting the respective vertices, and where G is the hydrogen-depleted molecular graph. This seemingly very simple topological index could be "upgraded" (a) by using as the distance the sum of the bond lengths along the shortest path, or (b) by using the Euclidean distance between the respective pairs of atoms. Each of these "upgraded" Wiener indices could be computed either (α) for the hydrogen-depleted or (β) for the hydrogen-filled molecular graph. We provide examples showing that none of the modifications (aα), (aβ), (bα), (bβ) yields better results than the ordinary Wiener index, and that there is a very good linear correlation between W and its "upgraded" variants.Centro de Química Inorgánica (CEQUINOR

Pesticide impact study in the peri-urban horticultural area of Gran La Plata, Argentina

Vegetable production systems are characterized by intense pesticide use, yet the effects on the surrounding environment are largely unknown and need to be studied. Given this knowledge gap, the objective of this work is to determine the impact of horticulture on a representative watercourse by conducting an integrated study of the occurrence and concentration of pesticides in bottom sediments and their relation to lethal and sublethal effects on benthic fauna. Two sampling campaigns were conducted during seasons of low and high pesticide application in five sites along the Carnaval creek, located in the peri-urban area of La Plata City (Buenos Aires, Argentina). The samples were tested for 36 pesticide compounds by GC–MS and LC-MS, and whole-sediment laboratory toxicity tests were performed using the native amphipod Hyalella curvispina. The results showed a general but variable distribution in the concentrations detected along the stream. For each sampling campaign (first/second), the total pesticide loads, measured as the sum of herbicides, insecticides and fungicides, were 1080/2329, 3715/88, and 367/5 ng g−1 dw, respectively. Lethal and sublethal effects were observed in both sampling campaigns. In order to correlate both sets of results, data were assessed by multivariate analysis, including principal component analysis. The observed toxicity was considered to be mainly due to insecticides; thus, horticultural practices have an impact on nearby watercourses and can potentially endanger the benthic fauna. This is the first study in Argentina to assess the impact of pesticides on aquatic environments close to horticultural production areas.Centro de Investigaciones del Medioambient

Estudio integral del impacto de plaguicidas, utilizados en distintos sistemas agroproductivos de la Región pampásica, para la elaboración de mapas de riesgo como herramienta de base para la gestión ambiental

El objetivo general del plan de trabajo de la tesis doctoral es el de estudiar escenarios de exposición a plaguicidas y su impacto en sistemas asociados a modelos agroproductivos intensivos y extensivos de la región pampásica argentina, promoviendo que la información generada de manera integral y contextualizada, constituya un insumo de base para la toma de decisiones orientadas a la gestión y mitigación del riesgo. Por su parte, la hipótesis de base plantea que en los ecosistemas asociados a actividades agroproductivas con utilización de plaguicidas, la presencia de residuos de estos compuestos es generalizada en las distintas matrices ambientales, evidenciando escenarios de exposición que generan efectos adversos para la salud ambiental integral. Para abordar ello, se trabajará desde tres ejes: (1) Escenarios de exposición y compartimentalización de plaguicidas en el ambiente; (2) Efectos sobre la biota y bioacumulación en ambientes acuáticos; y (3) Índices de impacto y mapas de riesgo. En cuanto al monitoreo de plaguicidas, se analizarán muestras estacionales por un período de dos años, siguiendo los ciclos productivos y de aplicaciones, incluyendo matrices ambientales como: suelos, aguas subterráneas y superficiales (fracción soluble y particulada), sedimentos de fondo, aire ambiente y biota y/o especies vegetales blanco y no blanco. A partir de los resultados generados en los monitoreos de los distintos sistemas agroproductivos, se aplicarán modelos estadísticos para identificar los factores de exposición de mayor relevancia para los organismos (campaña de monitoreo, tipo de plaguicida, matriz ambiental, organismo blanco y no blanco), para estudiar los impactos y realizar una posterior evaluación de riesgo. Para disminuir la incertidumbre, en la evaluación de riesgo se cuantificarán plaguicidas en matrices biológicas de sistemas acuáticos naturales en sus distintos niveles tróficos. Adicionalmente se evaluará, mediante bioensayos estandarizados de toxicidad aguda (en laboratorio) con Daphnia sp, el efecto de perfiles de exposición complejos ("mezclas", según resultados del Eje1) representativos de escenarios agroproductivos intensivos y extensivos. Para evaluar el impacto, se realizará una estimación de riesgo puntual, mediante cocientes HQ (Hazard Quotients) y probabilística. Para ello se realizará un abordaje metodológico de la Distribución de Sensibilidad de Especies (DSE), para cada plaguicida individual (más relevantes) y para la/s mezcla/s del perfil de exposición más frecuente/s. Se utilizarán datos de la USEPA (2017) para cada plaguicida, incorporando los obtenidos en el presente estudio (Eje 2). Para los sitios con alto esfuerzo de muestreo, se contemplará la variabilidad temporal y espacial dentro de los análisis. Finalmente, se emplearán herramientas de estadística espacial para generar mapas mediante GIS para la comunicación de los impactos/riesgos evaluados. Se contribuirá, a través de los resultados obtenidos, con datos para estudiar la relación entre tipos de prácticas agrícolas, niveles de plaguicidas e impactos ecosistémicos asociados, en las distintas zonas de estudio. El uso integrado de información de campo, laboratorio, descripciones territoriales (variables de contorno) y literatura, permitirán obtener un diagnóstico global de la problemática derivada del uso de plaguicidas. De este modo, finalmente, se podrán proponer y desarrollar estrategias, junto con agentes tomadores de decisiones, para minimizar y revertir los impactos ambientales.Universidad Nacional de La Plat

Estudio integral del impacto de plaguicidas, utilizados en distintos sistemas agroproductivos de la Región pampásica, para la elaboración de mapas de riesgo como herramienta de base para la gestión ambiental

El objetivo general del plan de trabajo de la tesis doctoral es el de estudiar escenarios de exposición a plaguicidas y su impacto en sistemas asociados a modelos agroproductivos intensivos y extensivos de la región pampásica argentina, promoviendo que la información generada de manera integral y contextualizada, constituya un insumo de base para la toma de decisiones orientadas a la gestión y mitigación del riesgo. Por su parte, la hipótesis de base plantea que en los ecosistemas asociados a actividades agroproductivas con utilización de plaguicidas, la presencia de residuos de estos compuestos es generalizada en las distintas matrices ambientales, evidenciando escenarios de exposición que generan efectos adversos para la salud ambiental integral. Para abordar ello, se trabajará desde tres ejes: (1) Escenarios de exposición y compartimentalización de plaguicidas en el ambiente; (2) Efectos sobre la biota y bioacumulación en ambientes acuáticos; y (3) Índices de impacto y mapas de riesgo. En cuanto al monitoreo de plaguicidas, se analizarán muestras estacionales por un período de dos años, siguiendo los ciclos productivos y de aplicaciones, incluyendo matrices ambientales como: suelos, aguas subterráneas y superficiales (fracción soluble y particulada), sedimentos de fondo, aire ambiente y biota y/o especies vegetales blanco y no blanco. A partir de los resultados generados en los monitoreos de los distintos sistemas agroproductivos, se aplicarán modelos estadísticos para identificar los factores de exposición de mayor relevancia para los organismos (campaña de monitoreo, tipo de plaguicida, matriz ambiental, organismo blanco y no blanco), para estudiar los impactos y realizar una posterior evaluación de riesgo. Para disminuir la incertidumbre, en la evaluación de riesgo se cuantificarán plaguicidas en matrices biológicas de sistemas acuáticos naturales en sus distintos niveles tróficos. Adicionalmente se evaluará, mediante bioensayos estandarizados de toxicidad aguda (en laboratorio) con Daphnia sp, el efecto de perfiles de exposición complejos ("mezclas", según resultados del Eje1) representativos de escenarios agroproductivos intensivos y extensivos. Para evaluar el impacto, se realizará una estimación de riesgo puntual, mediante cocientes HQ (Hazard Quotients) y probabilística. Para ello se realizará un abordaje metodológico de la Distribución de Sensibilidad de Especies (DSE), para cada plaguicida individual (más relevantes) y para la/s mezcla/s del perfil de exposición más frecuente/s. Se utilizarán datos de la USEPA (2017) para cada plaguicida, incorporando los obtenidos en el presente estudio (Eje 2). Para los sitios con alto esfuerzo de muestreo, se contemplará la variabilidad temporal y espacial dentro de los análisis. Finalmente, se emplearán herramientas de estadística espacial para generar mapas mediante GIS para la comunicación de los impactos/riesgos evaluados. Se contribuirá, a través de los resultados obtenidos, con datos para estudiar la relación entre tipos de prácticas agrícolas, niveles de plaguicidas e impactos ecosistémicos asociados, en las distintas zonas de estudio. El uso integrado de información de campo, laboratorio, descripciones territoriales (variables de contorno) y literatura, permitirán obtener un diagnóstico global de la problemática derivada del uso de plaguicidas. De este modo, finalmente, se podrán proponer y desarrollar estrategias, junto con agentes tomadores de decisiones, para minimizar y revertir los impactos ambientales.Universidad Nacional de La Plat

Improved QSAR modeling of anti-HIV-1 acivities by means of the optimized correlation weights of local graph invariants

We report the results derived from the use of molecular descriptors calculated with the correlation weights (CWs) of local graph invariants for modeling of anti-HIV-1 potencies of two groups of reverse transcriptase inhibitors. The presence of different chemical elements in the molecular structure of the inhibitors and the Morgan extended connectivity values of zeroth-, first-, and second order have been examined as local graph invariants in the labeled hydrogen-filled graphs. We have computed via Monte Carlo optimization procedure the values of CWs which produce the largest possible correlation coefficient between the numerical data on the anti-HIV-1 potencies and those values of the descriptors on the training set. The model of the anti-HIV-1 activity obtained with compounds of training set by means of optimization of correlation weights of chemical elements present together with Morgan extended connectivity of first order makes up a sensible model for a satisfactory prediction of the endpoints of the compounds belonging to the test set.Facultad de Ciencias ExactasInstituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasCentro de Investigaciones del Medio Ambient

Occurrence and fate of pesticides in the Argentine stretch of the Paraguay-Paraná basin

The Argentine stretch of the del Plata basin crosses regions devoted to extensive and intensive agriculture mostly with chemical pest control. The utilization of pesticides in the region has increased 900% in the last two decades associated with the introduction of biotech crops and direct-seeding techniques. Our objective was to study the occurrence, concentration, and fate of pesticides in surface water and bottom sediments of the principal tributaries and main watercourse of the Paraguay-Paraná River. We sampled 22 sites in the distal positions of the main affluents and main watercourse of the Paraná and report here results from two monitoring campaigns (2010–2012). Surface water and bottom sediments were analyzed according to standardized methods by matrix-solid-phase dispersion and liquid-liquid extraction, respectively. Twenty-three pesticide compounds were analyzed by gas chromatography. The results from both campaigns indicated a generalized but variable distribution in the concentrations detected throughout the basin. The ranges of total measured pesticide concentrations in water and sediments were, respectively, 0.004–6.62 μg/l and 0.16–221.3 μg/ kg dry weight. Endosulfans, cypermethrin, and chlorpyrifos were ubiquitous compounds in both environmental compartments and quantitatively the most relevant. All concentrations detected in water were over the recommended guidelines for the protection of aquatic biota. The partitioning indicated a higher affinity for the sediments. Agricultural activity is the source of pesticide-pollution loads, transported by tributaries that reach the main watercourse and alter the quality of the aquatic ecosystem.Facultad de Ciencias Exacta