(1) Universidad de Buenos Aires. CONICET. Ciudad Universitaria, Pabellón II (1428) Buenos Aires. E-mail: auge@way.com.ar

(2) Universidad de Buenos Aires. Instituto Nacional del Agua y del Ambiente, Autopista Cañuelas-Ezeiza, tramo Jorge Newbery, km 1.62, Aeropuerto de Ezeiza (1802) CC:46, Argentina. E-mail: minagy@ina.gov.ar

The result of this research shows a low pesticides and fertilizers contamination level in the groundwater used for irrigation and rural consumption. The cultivated area covers 20.000 hectares of flowers and vegetables near the city of La Plata, which are irrigated only with groundwater coming from two aquifers. The shallower one (Pampeano Aquifer) is located between 5 and 45 m deep, and the deeper one (Puelche Aquifer) between 50 and 75m deep. There is a joint extraction because wells do not have casings. Irrigation frequency and rhythm depend on several factors (climatic, kind of culture, method of application, working method and type of soil, etc.), but in general watering is done during 6 months of the year (from October to March), 10 hours a day, day in day out, using about 4.000 wells. The annual mean extraction is around 108 hm ³ , half of which return to the underground due to the low efficiency of the irrigation system (furrows). Around a 70% of the extracted quantity of water (76 hm ³ /year) comes from the Puelche Aquifer, and the remaining 30% (32 hm ³ /year) from the Pampeano Aquifer. Since there is a significant load pesticides and fertilizers applied to cultures and soil, groundwater quality was expected to be rather deteriorated, especially when considering the high return index. However, analytic tests show a low contamination level, in every case below the most exigent potability limits, which points to an effective fixation capacity by soil and cultures.

El resultado de la investigación indica un bajo índice de contaminación con pesticidas y fertilizantes en el agua subterránea empleada para riego y consumo rural. El ámbito cultivado con hortalizas y flores, cubre 20.000 hectáreas en la vecindad de La Plata, que son regadas exclusivamente con agua proveniente de dos acuíferos. El más somero (Acuífero Pampeano), se desarrolla entre 5 y 45 m de profundidad y el más profundo (Acuífero Puelche), entre 50 y 75 m.

La extracción es conjunta pues los pozos carecen de encamisado, captándose alrededor del 70% del agua empleada (76 hm ³ /año) del Acuífero Puelche y el resto (32 hm ³ /a) del Pampeano. La frecuencia y el ritmo del riego dependen de varios factores (climáticos, tipo de cultivos, método de aplicación, prácticas de laboreo, tipo de suelo, etc.), pero en general se riega durante 6 meses (octubre a marzo), 10 horas por día, día por medio, utilizando unos 4.000 pozos. La extracción media anual es de unos 108 hm ³ , la mitad de los cuales retorna al subsuelo debido a la baja eficiencia del sistema de riego más empleado (surcos). Dado que se aplica una carga significativa de plaguicidas y fertilizantes a los cultivos y al suelo, se suponía un alto grado de deterioro en la calidad del agua subterránea, fundamentalmente debido a la magnitud del retorno. Sin embargo el resultado de los análisis señala un bajo índice de contaminación, menor en todas las muestras a los límites de potabilidad más exigentes, lo que apunta a una efectiva capacidad de fijación por parte del suelo y los cultivos.

La sustancia que mayor deterioro genera en la calidad del agua subterránea del área estudiada, tanto en el sector urbano como rural, es el NO3 ^- . En la zona rural cultivada, el mayor aporte deriva de las legumbres y fundamentalmente de los fertilizantes que se emplean para mejorar la productividad del suelo. En la zona rural no cultivada, las fuentes más importantes son los pozos ciegos vecinos a las viviendas y las heces de los vacunos, dispersas en el campo y especialmente las que se concentran en los tambos, corrales y bebederos.

Con el objeto de establecer el estado del agua subterránea frente a la probable existencia de otras sustancias contaminantes, se realizó un muestreo para detectar plaguicidas (dimetoato, maneb, lindano y heptacloro) pues son los más utilizados por los agricultores y NO3 ^- , NH4 ⁺ y fósforo inorgánico, como derivados de fertilizantes. Los análisis los realizó el CIMA (Centro de Investigaciones del Medio Ambiente), empleando la técnica de cromatografía  en fase gaseosa, con muestras provenientes de los acuíferos Pampeano y Puelche.

El ámbito en estudio (Fig.1) se sitúa en el extremo NE de la Provincia de Buenos Aires, lindero con el Río de la Plata, ocupando 105.000 hectáreas, situándose entre los 34°46’ y 35°10’ de latitud sur y 57°42’ y 58°10’ de longitud oeste, con la ciudad de La Plata aproximadamente en su centro y formando parte del extremo suroriental de la gran Llanura Chacopampeana.

El clima de la región es húmedo-mesotermal, con una precipitación media anual de 1.010 mm (Estación Climatológica Observatorio La Plata; 1909/90). En relación a las variaciones de la lluvia, dentro del período considerado, se registraron precipitaciones máximas de 1.926 mm en 1914 y mínimas de 416 mm en 1916. El análisis de la pluviometría mediante promedios móviles de 10 años, refleja un amplio período con precipitaciones por debajo de la media histórica como sucede entre 1924 y 1958, con una media de 946 mm. A partir de 1958 la tendencia es hacia valores mayores a la media histórica, aunque en magnitudes menos marcadas que las correspondientes al período anterior (1.048 mm).

La temperatura media anual es de 16 °C con una media máxima en enero de 22,4 °C y una media mínima en julio de 10 °C.

Para el desarrollo del balance hídrico a nivel edáfico, se empleó la metodología de Thornthwaite y Mather (1957), considerando una capacidad de campo de 200 mm. Pese a que en el invierno se concentran las menores precipitaciones (sólo el 19% del total), reúne el máximo de los excesos (43%) de mayo a noviembre. Sólo un 5% de la precipitación (51 mm) se escurre superficialmente, quedando 185 mm/año del total del excedente medio anual (236 mm) en condiciones de infiltrarse.

La región se caracteriza por ser una llanura de suave pendiente hacia el NE, en la que se diferencian dos rasgos morfológicos distintivos (Planicie Costera y Llanura Alta), que se ensamblan por un Escalón.

La Planicie Costera se extiende en forma de faja paralela a la costa del Río de la Plata, con un ancho de 6 a 10 km, posee un relieve exiguo entre cotas 0 y 5 m y una pendiente media de 0,5 m/km. La superficie freática se emplaza a escasa profundidad (menos de 1 m) y aflora en los bañados, por lo que constituye el principal ámbito de descarga natural del agua subterránea.

La Llanura Alta se extiende entre cotas de 10 y 30 m, con un relieve más acentuado. La pendiente hacia el NE crece a 1,3 m/km; aquí domina la infiltración que se traduce en recarga directa al Acuífero Pampeano.

El Escalón conforma el nexo entre los rasgos anteriores, desarrollándose entre cotas 5 y 10 m. Presenta escasa manifestación geográfica (300 a 500 m de ancho) y prácticamente no controla el comportamiento del agua superficial ni de la subterránea.

La descripción geológica se inicia por las unidades más modernas ya que son las que se vinculan en forma directa con el ambiente.

Postpampeano (Pleistoceno superior - Holoceno). Está formado por limos arcillosos y arenosos de tonalidad verde grisácea, oscura o azulada, de origen fluvial, marino y lacustre, correspondientes a los pisos Lujanense, Querandinense y Platense, que ocupan los valles fluviales y la Planicie Costera (Cappannini et al, 1966). Se han detectado espesores que oscilan entre pocos centímetros contra el escalón y 30 m en las cercanías de la ribera del Río de la Plata.

Estos sedimentos finos, de baja capacidad de transmisión, actúan como acuitardos y acuícludos y el agua contenida, por lo general, presenta tenores salinos entre 3 y 10 g/l, excepto en los cordones de conchilla donde disminuyen a menos de 2 g/l (Auge,1990).

Pampeano (Pleistoceno medio - superior ). Se dispone por debajo del Postpampeano en la Planicie Costera y del suelo en la Llanura Alta. Está compuesto por limos arenosos de aspecto loessoide y tonalidad castaña, de origen eólico y fluvial, con elevada proporción de minerales volcánicos (esquirlas de vidrio) y CaCO3 concrecional, pulverulento y estratiforme. El espesor varía entre unos 50 m en la Llanura Alta (límite sur del área estudiada), hasta desaparecer por erosión en la costa del Río de la Plata.

En su sección superior contiene a la capa freática, mientras que la base es un estrato limo arcilloso de unos 5 m de potencia que se comporta como acuitardo y lo separa del Acuífero Puelche.

La permeabilidad del Pampeano varía entre 1 y 5 m/d, con una productividad que puede alcanzar a 30 m ³ /h por pozo (Auge, 1990). Su salinidad es inferior a 1 g/l en la Llanura Alta, pero cuando está relacionado al Postpampeano se incrementa hasta 15 g/l.

Arenas Puelches (Plio-Pleistoceno). Es una secuencia de arenas cuarzosas, finas y medianas blanquecinas y amarillentas, con estratificación gradada, de origen fluvial y un espesor variable entre 15 y 30 m. Constituyen el acuífero más importante por su calidad y productividad, siendo el más explotado de la zona y del país, pues de él se abastece el Conurbano de Buenos Aires. Todos los pozos del servicio de agua potable de La Plata y alrededores, captan agua del Acuífero Puelche con una productividad individual entre 40 y 160 m ³ /h y una salinidad inferior a 1 g/l, pero en la Planicie Costera el contenido salino se incrementa hasta 20 g/l. La transmisividad media del Puelche es de 500 m ² /d, producto de una permeabilidad de 25 m/d y un espesor medio de 20 m.

"Las unidades sedimentarias que subyacen a las Arenas Puelches (Formaciones Paraná y Olivos), carecen de mayor interés hidrogeológico pues contienen agua con salinidad de 7 a 60 g/l.

En La Plata, a 486 m de profundidad, se alcanzó el basamento cristalino Precámbrico, integrado por rocas gnéisicas similares a las que afloran en la Sierra de Tandil y en gran parte del territorio uruguayo" (Auge, 1990).

En las Figuras 1 y 2 se indican el área cultivada y la profundidad de la superficie freática, dado que el espesor de la zona subsaturada, junto con sus características litológicas, el desarrollo del suelo y contenido de materia orgánica del horizonte A, actúan como efectivos filtros naturales respecto a la mayoría de los contaminantes vertidos en superficie.

La profundidad del agua freática correspondiente al Acuífero Pampeano varía entre menos de 5 y más de 20 m, siendo la más frecuente entre 10 y 15 m. Profundidades menores de 5 m generalmente derivan en acuíferos de alta vulnerabilidad respecto a la contaminación, mientras que las mayores de 20 m se asocian con acuíferos de baja vulnerabilidad. La franja intercalada (5 a 20 m), puede considerarse como de vulnerabilidad media. Este concepto carece de valor práctico si no se lo asocia con el de riesgo, que implica la existencia de actividades que generen un peligro potencial o comprobado para la contaminación del agua subterránea. En este caso, el riesgo es alto por las elevadas cargas de pesticidas y fertilizantes utilizados en el ámbito cultivado y respecto a la posición del agua, resultan más vulnerables las zonas donde esta se ubica a menor profundidad (< 5 m).

En relación a los agroquímicos, los más peligrosos son los pesticidas, denominación en la que se incluye a los insecticidas, herbicidas y fungicidas, la mayoría de los cuales son productos químicos orgánicos. Teniendo en cuenta su composición, se los puede clasificar en: a) organoclorados b) organofosforados y c) carbamatos, cuyas principales características respecto al deterioro del ambiente son para a) la persistencia en el suelo, en el agua y en la biota y para b) y c) la mayor movilidad respecto a los anteriores (Velasco, 1979).

Los pesticidas organoclorados se han utilizado ampliamente desde 1945 y se caracterizan por su efecto residual (persistencia), por su baja solubilidad y por su efectividad como plaguicidas.

La persistencia y elevada toxicidad, hicieron que uno de los más conocidos (DDT), fuera prohibido en la mayoría de los países europeos, EUA, Canadá y, a partir de 1998, en Argentina.

La mayoría de los organoclorados son fuertemente adsorbidos por el suelo, debido a su tamaño molecular; esto y la baja solubilidad, limitan su movilidad por lo que generalmente no llegan a contaminar al agua subterránea, salvo que esta se emplace a poca profundidad, o que la zona subsaturada tenga alta permeabilidad. Sin embargo actúan como efectivos contaminantes del agua superficial y particularmente de los cultivos, especialmente cuando se los aplica en polvo o en aerosol.

En la zona estudiada, los organoclorados más empleados hasta 1998 fueron el heptacloro y el lindano, cuyas toxicidades y por ende sus concentraciones máximas admisibles en el agua potable, son poco conocidas.

La EPA (Environmental Protection Agency), señala al heptacloro como probable cancerígeno y le fija un límite de 4.10 ^-4 mg/l, pese a que su uso fue prohibido en EUA en 1983, excepto para el control de termites. Canadá, por su parte, asume como máxima concentración aceptable en el agua para consumo humano 3.10 -³ mg/l, pero aclarando que dicho límite se halla bajo revisión.

Respecto al lindano, la EPA asume como límite para el agua potable 2.10 -⁴ mg/l y considera que en concentraciones más altas puede producir deterioro en el sistema nervioso, riñones e hígado. Para este pesticida Canadá fija como límite máximo 4.10 -³ mg/l, pero bajo revisión.

Se realizaron 10 determinaciones de heptacloro y 6 de lindano en otras tantas muestras obtenidas en la zona cultivada, por cromatografía en fase gaseosa, con umbrales de detección de 4,1.10 ^-6 y 5,4.10 ^-6 mg/l, respectivamente, que están dos ordenes de magnitud por debajo de los límites más exigentes (EPA).

La máxima concentración determinada para el heptacloro fue 1,48.10 ^-5 mg/l (pozo 617) y para el lindano 1,49.10 ^-5 mg/l (pozos 2 y 89). Ambos valores se ubican por debajo de los admitidos por EPA.

El dimetoato es un plaguicida organofosforado que no está contemplado en las normas de EPA. Canadá, le fija un límite máximo en el agua potable de 0,02 mg/l, indicando que se trata de un valor preliminar.

Se efectuaron determinaciones sobre el contenido de dimetoato en 23 muestras de la zona rural cultivada, con un umbral para la detección de 6,2.10 ^-5 mg/l, obteniéndose como valor más alto 3,46.10 ^-4 mg/l (pozos 149 y 175 – Fig. 3), magnitud que se ubica dos órdenes por debajo de la norma canadiense, que por la información disponible hasta el presente, es la única que lo considera.

Sobre el maneb, es muy poco lo que se conoce respecto a su toxicidad, dado que no se lo incluye en las normas de EPA, Canadá, ni europeas.

El CIMA realizó 26 determinaciones de maneb en muestras de agua, pero aclarando que no lo pudo diferenciar del zineb, debido al estado en que se encontraba el patrón base. De acuerdo a lo señalado en la Fig. 3, el valor más alto de maneb es del orden de 8.10 ^-3 (pozo 149) y el más bajo de 6,6.10 ^-5 (pozo 649).

Con el objeto de contar con una idea de la persistencia de algunos de los contaminantes analizados y de otros que no lo fueron, se citan los períodos de semidesintegración en el suelo, de acuerdo a Velasco (1979).

De la Tabla 1 se desprende la fuerte persistencia de los organoclorados, en todos los casos mayor al año, frente al dimetoato (122 días).

Las escasas investigaciones realizadas sobre el daño que pueden producir los pesticidas sobre el organismo humano, han llevado a la aplicación de normas, en algunos casos bastante diferentes, como ya fue señalado. Al respecto, se puede citar como otro ejemplo, el límite asignado por la norma de Canadá para el total de pesticidas (0,1 mg/l) frente a la holandesa (5.10-3 mg/l).

En función de lo expuesto, no existen evidencias de deterioro significativo en la calidad del agua subterránea por el uso de pesticidas en la zona rural cultivada, al menos por aquellos identificados en laboratorio (heptacloro, lindano, dimetoato y maneb). En la Fig. 3, se señalan los pozos muestreados y los contenidos de los agroquímicos citados.

Evidentemente la capacidad de fijación por el suelo y los cultivos, en algunos casos y la degradación de los contaminantes en otros, son los motivos fundamentales de las bajas concentraciones detectadas.

Con el objeto de mantener y/o mejorar la productividad del suelo, se emplean en la zona cultivada, una variada gama de fertilizantes entre los que se destacan: bostas de vacunos,equinos y aves, urea y diversos productos químicos a base de fósforo, amonio y potasio.

El nitrógeno es uno de los elementos principales para la correcta actividad biológica de las plantas. Estas lo pueden fijar en sus raíces, mediante la acción de bacterias nitrificantes (leguminosas), o incorporarlo a sus tejidos junto con el agua en forma de nitratos. En definitiva, los NO3 ^- constituyen la forma más estable y móvil del nitrógeno en la hidrósfera y en la zona cultivada, provienen de: la degradación de materia orgánica (principalmente estiércol), oxidación del NH4 ⁺ y transformación de la urea.

En la Fig. 4, se indica la distribución del NO3 ^- en el agua subterránea de las zonas rural y urbana y en el mismo se aprecia la existencia de algunos pozos (61', 298 y 288) con concentraciones superiores a 200 mg/l en la zona rural no cultivada, donde la contaminación es de tipo puntual. En la región cultivada, se presentan algunos altos aislados con algo más de 90 mg/l de NO3 ^- ; por lo tanto muy inferiores a los máximos citados previamente. Finalmente, la ciudad de La Plata resulta el ámbito más afectado, dado que de 23 pozos muestreados, 21 registraron más de 45 mg/l, que es el límite de potabilidad respecto a los nitratos.

Si se comparan los altos contenidos de NO3 ^- en el suelo y en el agua de la zona cultivada no surge buena correspondencia geográfica entre ambos, lo que indica la baja capacidad de fijación que tiene el suelo y la alta movilidad del NO3 ^- en solución. Sin embargo, las concentraciones de NO3 ^- en el agua subterránea no llegan a deteriorarla, como podría suponerse en función de la carga de fertilizantes a base de nitrógeno aplicados al suelo.

Si se analiza el comportamiento de los fosfatos inorgánicos y el amonio (Fig. 5), se aprecia que el primero de ellos, se presenta en concentraciones dominantes de centésimas de miligramo por litro de agua, siendo los extremos (0,11 mg P/l - pozo 617 y 0,02 mg P/l - pozo 119'). Los bajos tenores de fosfatos derivan de su escasa solubilidad y fácil fijación por el suelo.

El amonio, presenta una gama de variación más amplia con valores extremos, expresados en N, de 0 mg/l (pozos 187, 392' y 628) y 2,64 mg/l (pozo 73). El NH4 ⁺ también es retenido con facilidad por el suelo y manifiesta una decidida tendencia a la oxidación, en primer término a NO2 ^-y finalmente a NO3 ^- . Estas causas hacen que su contenido también sea escaso en el agua subterránea.

Una de las pocas normas que trata sobre el deterioro en la calidad del agua, por la presencia de NH4 ⁺ y de PO4 ^{3 -} es la holandesa, que adopta para el NH4 ⁺ un límite máximo de 3 mg/l, expresado como nitrógeno y para el PO4 ^{3 -} 0,7 mg/l, expresado como fósforo.

En virtud de lo expuesto, el agua subterránea del ámbito cultivado aparece como potable respecto al NH4 ⁺  y al PO4 ^{3 -} de acuerdo al límite de potabilidad adoptado por la norma holandesa.

Los tenores en NO3 ^- de las 26 muestras tomadas para detectar fertilizantes, varían entre 7 mg/l (pozo 158) y 164 mg/l (pozo 395), con un promedio de 59 mg/l. En la Fig. 5 se aprecian algunos altos con más de 90 mg/l y otros con concentraciones entre 45 y 90 mg/l, pero arealmente predominan los valores menores a 45 mg/l. La contaminación en el sector rural es puntual y por lo tanto menos peligrosa que la de la zona urbana que es de tipo difusa.

Los indicios preliminares, en relación a los 4 plaguicidas investigados (dimetoato, maneb, lindano y heptacloro), señalan bajas concentraciones en el agua subterránea, inferiores aún a los establecidos en las normas más exigentes para agua potable (EPA). Sin embargo, el comportamiento citado no puede extenderse con total certeza al resto de los plaguicidas y herbicidas de uso corriente en la zona estudiada. Algo similar sucede con los derivados de los fertilizantes empleados para mejorar la productividad del suelo (NO3 ^- , NH4 ⁺ y fosfatos inorgánicos). Por lo tanto, sería conveniente continuar las investigaciones para detectar la existencia y las concentraciones de los numerosos agroquímicos utilizados y, fundamentalmente, realizar estudios experimentales sobre la evolución de los mismos dentro de la zona subsaturada, particularmente bajo la influencia del riego.

Auge, M. 1990. Aptitud del agua subterránea en La Plata, Argentina. Seminario Latinoamericano de Medio Ambiente y Desarrollo: 191-201. Bariloche.

Cappannini, D. A. y Mauriño, V. E. 1966. Suelos de la zona litoral estuárica entre las ciudades de Buenos Aires al norte y La Plata al sur. INTA, Colecc. Suelos 2: 7-45. Buenos Aires.

Thornthwaite, C. W. y Mather, J. R. 1957. Instructions and tables for computing potential evapotranspiration and the water balance. Clim. Drexel Inst. of Techn. 10: 185-311.

Velasco, J. C. 1979. Incidencia de las actividades agrícolas sobre la calidad de las aguas subterráneas. CIFCA.Cuad.13: 57-80. Madrid.