Los efectos ambientales de los pesticidas describen la amplia serie de consecuencias del uso de pesticidas. Las consecuencias no deseadas de los pesticidas son uno de los principales impulsores del impacto negativo de la agricultura industrial moderna en el medio ambiente . Los pesticidas, debido a que son químicos tóxicos destinados a matar especies de plagas , pueden afectar a especies no objetivo , como plantas , animales y humanos. Más del 98% de los insecticidas pulverizados y el 95% de los herbicidas llegan a un destino distinto de las especies objetivo, porque se pulverizan o se esparcen por campos agrícolas enteros. [1] Otros agroquímicos , como los fertilizantes , también pueden tener efectos negativos en el medio ambiente.
Los efectos negativos de los pesticidas no se limitan al ámbito de aplicación. La escorrentía y la deriva de pesticidas pueden transportar pesticidas a ambientes acuáticos distantes u otros campos, áreas de pastoreo, asentamientos humanos y áreas no desarrolladas. Otros problemas surgen de prácticas deficientes de producción, transporte, almacenamiento y eliminación. [2] Con el tiempo, la aplicación repetida de pesticidas aumenta la resistencia de las plagas, mientras que sus efectos en otras especies pueden facilitar el resurgimiento de la plaga. [3] Las alternativas al uso intensivo de pesticidas, como el manejo integrado de plagas , y las técnicas de agricultura sostenible, como el policultivo, mitigan estas consecuencias, sin la aplicación de sustancias químicas tóxicas nocivas.
Los modelos medioambientales indican que a nivel mundial más del 60% de las tierras agrícolas (~24,5 millones de km²) están "en riesgo de contaminación por pesticidas por más de un ingrediente activo", y que más del 30% está en "alto riesgo", de los cuales un tercio está en regiones de alta biodiversidad. [4] [5] Cada pesticida o clase de pesticida viene con un conjunto específico de preocupaciones ambientales. Estos efectos indeseables han llevado a la prohibición de muchos pesticidas, mientras que las regulaciones han limitado y/o reducido el uso de otros. La difusión mundial del uso de pesticidas, incluido el uso de pesticidas más antiguos u obsoletos que han sido prohibidos en algunas jurisdicciones, ha aumentado en general. [6] [7]
Los primeros herbicidas sintéticos se descubrieron en los años 1930 y 1940. Esta fue la época en la que estuvieron disponibles antibióticos sintéticos, plásticos y muchos otros materiales. Los pesticidas sintéticos se hicieron populares rápidamente después de la Segunda Guerra Mundial. El rendimiento de los cultivos aumentó significativamente gracias al descubrimiento del 2,4-D . [8] [9] [10] [11] El DDT abordó muchas infestaciones de insectos , lo que redujo considerablemente las tasas de tifus y malaria en todo el mundo. En 1962, se estima que sólo en Estados Unidos se produjeron 85.000.000 de kilogramos de DDT. [12]
Antes o durante el desarrollo de los pesticidas sintéticos, se identificaron muchos naturales, incluidos piretro , rotenona , nicotina , sabadilla y quassin . [13] Los compuestos sintéticos resultaron más baratos y mucho más eficaces que los pesticidas naturales. [14]
Con el tiempo, los efectos negativos de los pesticidas sintéticos persistentes se hicieron evidentes. En los años inmediatamente posteriores a la Segunda Guerra Mundial surgió la creación y el uso de Aldrin (ahora prohibido en la mayoría de los países), " diclorodifeniltricloroetano (DDT) en 1939, Dieldrin , β- Benceno Hexacloruro (BHC), Ácido 2,4- Diclorofenoxiacético (2,4-D), Clordano y Endrín ". [ cita necesaria ] Estos pesticidas, así como muchos otros, fueron prohibidos internacionalmente en 2001 en la convención de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes .
Si bien la preocupación por la ecotoxicología comenzó con episodios de intoxicación aguda a finales del siglo XIX; La preocupación pública por los efectos ambientales indeseables de las sustancias químicas surgió a principios de la década de 1960 con la publicación del libro de Rachel Carson , Primavera silenciosa . Poco después, se demostró que el DDT, utilizado originalmente para combatir la malaria , y sus metabolitos causaban efectos a nivel poblacional en aves rapaces. Los estudios iniciales en países industrializados se centraron en los efectos de la mortalidad aguda que afectan principalmente a aves o peces. [15]
Hoy en día, se utilizan más de 3.500 millones de kilogramos de pesticidas sintéticos en la agricultura mundial en una industria de más de 45.000 millones de dólares. [16] Los principales productores actuales de agroquímicos incluyen Syngenta (ChemChina), Bayer Crop Science, BASF , Dow AgroSciences , FMC , ADAMA, Nufarm , Corteva , Sumitomo Chemical, UPL y Huapont Life Sciences. Bayer CropScience y su adquisición de Monsanto le llevaron a obtener ganancias récord en 2019 de más de 10 mil millones de dólares en ventas, cuyas acciones de herbicidas crecieron un 22%, seguida de cerca por Syngenta. [17]
En 2016, Estados Unidos consumió 322 millones de libras [CONVERT] de pesticidas prohibidos en la UE, 26 millones de libras [CONVERT] de pesticidas prohibidos en Brasil y 40 millones de libras de pesticidas prohibidos en China, y la mayoría de los pesticidas prohibidos se mantuvieron constantes o aumentando en los Estados Unidos en los últimos 25 años según los estudios. [18]
Desde 1990, el interés de la investigación ha pasado de documentar incidentes y cuantificar la exposición a sustancias químicas a estudios destinados a vincular experimentos de laboratorio, mesocosmos y de campo. La proporción de publicaciones relacionadas con efectos ha aumentado. Los estudios con animales se centran principalmente en peces, insectos, aves, anfibios y arácnidos. [15]
Desde 1993, Estados Unidos y la Unión Europea han actualizado las evaluaciones de riesgo de pesticidas, poniendo fin al uso de insecticidas organofosforados y carbamatos de toxicidad aguda . Los pesticidas más nuevos apuntan a la eficiencia en los organismos objetivo y a efectos secundarios mínimos en los organismos no objetivo. La proximidad filogenética de especies beneficiosas y plagas complica el proyecto. [15]
Uno de los principales desafíos es vincular los resultados de los estudios celulares a través de muchos niveles de complejidad creciente con los ecosistemas. [15]
La vida media de los pesticidas es de gran interés. Algunos pesticidas se degradan rápidamente en el medio ambiente, otros, llamados persistentes, persisten y provocan efectos no deseados. [19] y ciertos autores sostienen que los modelos de evaluación de riesgo e impacto de pesticidas se basan en información que describe la disipación de las plantas y son sensibles a ella. [20] La vida media de los pesticidas se explica en dos hojas informativas del NPIC . Las vías de degradación conocidas son a través de: fotólisis , disociación química , sorción , bioacumulación y metabolismo vegetal o animal . [21] [22] Una hoja informativa del USDA publicada en 1994 enumera el coeficiente de adsorción en el suelo y la vida media en el suelo de los pesticidas que se usaban comúnmente en ese momento. [23] [24]
Los contaminantes orgánicos persistentes (COP) son compuestos que resisten la degradación y, por lo tanto, permanecen en el medio ambiente durante años. Algunos pesticidas, incluidos el aldrín , el clordano , el DDT , el dieldrín , el endrín , el heptacloro , el hexaclorobenceno , el mirex y el toxafeno , se consideran COP. Algunos COP tienen la capacidad de volatilizarse y viajar grandes distancias a través de la atmósfera para depositarse en regiones remotas. Tales sustancias químicas pueden tener la capacidad de bioacumularse y biomagnificarse y pueden biomagnificarse (es decir, volverse más concentradas) hasta 70.000 veces sus concentraciones originales. [45] Los COP pueden afectar a organismos no objetivo en el medio ambiente y aumentar el riesgo para los seres humanos [46] al alterar los sistemas endocrino , reproductivo y respiratorio . [45]
Los pesticidas pueden contribuir a la contaminación del aire. La deriva de pesticidas ocurre cuando los pesticidas suspendidos en el aire en forma de partículas son transportados por el viento a otras áreas, potencialmente contaminándolas. [47] Los pesticidas que se aplican a los cultivos pueden volatilizarse y ser arrastrados por los vientos hacia áreas cercanas, lo que potencialmente representa una amenaza para la vida silvestre. [48] Las condiciones climáticas en el momento de la aplicación, así como la temperatura y la humedad relativa, cambian la propagación del pesticida en el aire. A medida que aumenta la velocidad del viento, también aumenta la deriva y la exposición del rocío. La baja humedad relativa y las altas temperaturas provocan que la pulverización se evapore más. Por lo tanto, la cantidad de pesticidas inhalables en el ambiente exterior depende a menudo de la estación. [3] Además, las gotas de pesticidas rociados o las partículas de pesticidas aplicados como polvo pueden viajar con el viento a otras áreas, [49] o los pesticidas pueden adherirse a partículas que soplan con el viento, como las partículas de polvo. [50] La fumigación terrestre produce menos deriva de pesticidas que la fumigación aérea . [51] Los agricultores pueden emplear una zona de amortiguamiento alrededor de su cultivo, que consiste en tierra vacía o plantas no cultivadas, como árboles de hoja perenne , que sirven como cortavientos y absorben los pesticidas, evitando su deriva hacia otras áreas. [52] Estos cortavientos son obligatorios por ley en los Países Bajos . [52]
Los pesticidas que se rocían en los campos y se usan para fumigar el suelo pueden emitir sustancias químicas llamadas compuestos orgánicos volátiles , que pueden reaccionar con otras sustancias químicas y formar un contaminante llamado ozono a nivel del suelo . El uso de pesticidas representa aproximadamente el 6 por ciento de los niveles totales de ozono a nivel del suelo. [53]
En los Estados Unidos, se descubrió que los pesticidas contaminan todos los arroyos y más del 90% de los pozos muestreados en un estudio realizado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos . [54] También se han encontrado residuos de pesticidas en la lluvia y en las aguas subterráneas. [55] Estudios realizados por el gobierno del Reino Unido demostraron que las concentraciones de pesticidas excedían las permitidas para el agua potable en algunas muestras de agua de río y agua subterránea. [56]
Los impactos de los pesticidas en los sistemas acuáticos a menudo se estudian utilizando un modelo de transporte hidrológico para estudiar el movimiento y el destino de las sustancias químicas en ríos y arroyos. Ya en la década de 1970 se realizaban análisis cuantitativos del escurrimiento de pesticidas para predecir las cantidades de pesticidas que llegarían a las aguas superficiales. [57]
Hay cuatro rutas principales a través de las cuales los pesticidas llegan al agua: pueden derivar fuera del área prevista cuando se rocían, pueden filtrarse o lixiviarse a través del suelo, pueden ser transportados al agua como escorrentía o pueden derramarse. , por ejemplo accidentalmente o por negligencia. [58] También pueden ser transportados al agua mediante la erosión del suelo . [59] Los factores que afectan la capacidad de un pesticida para contaminar el agua incluyen su solubilidad en agua , la distancia desde un sitio de aplicación a una masa de agua, el clima, el tipo de suelo , la presencia de un cultivo en crecimiento y el método utilizado para aplicar el producto químico. [60]
En la regulación de los Estados Unidos , los límites máximos de concentraciones permisibles [61] de pesticidas individuales en el agua potable los establece la Agencia de Protección Ambiental (EPA) para los sistemas públicos de agua . [55] [60] (No existen estándares federales para pozos privados). Los estándares de calidad del agua ambiental para las concentraciones de pesticidas en cuerpos de agua son desarrollados principalmente por agencias ambientales estatales, con la supervisión de la EPA. Estos estándares pueden emitirse para cuerpos de agua individuales o pueden aplicarse en todo el estado. [62] [63]
El Reino Unido establece estándares de calidad ambiental (EQS), o concentraciones máximas permitidas de algunos pesticidas en cuerpos de agua por encima de las cuales puede ocurrir toxicidad. [64]
La Unión Europea regula las concentraciones máximas de pesticidas en el agua. [64]
El uso extensivo de pesticidas en la producción agrícola puede degradar y dañar la comunidad de microorganismos que viven en el suelo , particularmente cuando estos químicos se usan en exceso o mal a medida que los compuestos químicos se acumulan en el suelo. [65] Aún no se comprende del todo el impacto total de los pesticidas en los microorganismos del suelo; Muchos estudios han encontrado efectos nocivos de los pesticidas sobre los microorganismos del suelo y los procesos bioquímicos, mientras que otros han encontrado que los residuos de algunos pesticidas pueden ser degradados y asimilados por los microorganismos. [66] El efecto de los pesticidas sobre los microorganismos del suelo se ve afectado por la persistencia, concentración y toxicidad del pesticida aplicado, además de varios factores ambientales. [67] Esta compleja interacción de factores hace que sea difícil sacar conclusiones definitivas sobre la interacción de los pesticidas con el ecosistema del suelo . En general, la aplicación de pesticidas a largo plazo puede alterar los procesos bioquímicos del ciclo de nutrientes. [66]
Muchas de las sustancias químicas utilizadas en los pesticidas son contaminantes persistentes del suelo , cuyo impacto puede perdurar durante décadas y afectar negativamente a la conservación del suelo . [68]
El uso de pesticidas disminuye la biodiversidad general del suelo. No utilizar productos químicos da como resultado una mayor calidad del suelo , [69] con el efecto adicional de que una mayor cantidad de materia orgánica en el suelo permite una mayor retención de agua. [55] Esto ayuda a aumentar el rendimiento de las granjas en años de sequía, cuando las granjas orgánicas han tenido rendimientos entre un 20% y un 40% más altos que sus contrapartes convencionales. [70] Un menor contenido de materia orgánica en el suelo aumenta la cantidad de pesticida que abandonará el área de aplicación, porque la materia orgánica se une a los pesticidas y ayuda a descomponerlos. [55]
La degradación y la sorción son factores que influyen en la persistencia de los pesticidas en el suelo. Dependiendo de la naturaleza química del pesticida, dichos procesos controlan directamente el transporte del suelo al agua y, a su vez, al aire y a nuestros alimentos. La descomposición de sustancias orgánicas, la degradación, implica interacciones entre los microorganismos del suelo. La sorción afecta la bioacumulación de pesticidas que dependen de la materia orgánica del suelo. Se ha demostrado que los ácidos orgánicos débiles son absorbidos débilmente por el suelo debido al pH y a su estructura mayoritariamente ácida. Se ha demostrado que los productos químicos absorbidos son menos accesibles para los microorganismos. Los mecanismos de envejecimiento no se conocen bien, pero a medida que aumentan los tiempos de residencia en el suelo, los residuos de pesticidas se vuelven más resistentes a la degradación y extracción a medida que pierden actividad biológica. [71]
El impacto sobre los seres vivos también afecta indirectamente al entorno no vivo y a los seres humanos.
La fijación de nitrógeno , necesaria para el crecimiento de las plantas vasculares ("superiores") , se ve obstaculizada por los pesticidas presentes en el suelo. [72] Se ha demostrado que los insecticidas DDT , metil paratión y especialmente el pentaclorofenol interfieren con la señalización química entre leguminosas y rizobios . [72] La reducción de esta señalización química simbiótica da como resultado una reducción de la fijación de nitrógeno y, por lo tanto, una reducción del rendimiento de los cultivos. [72] La formación de nódulos radiculares en estas plantas ahorra a la economía mundial 10 mil millones de dólares en fertilizantes nitrogenados sintéticos cada año. [73]
Por otro lado, los pesticidas tienen algunos efectos dañinos directos en las plantas, incluido el desarrollo deficiente del vello de las raíces, el amarillamiento de los brotes y la reducción del crecimiento de las plantas. [74]
Los pesticidas pueden matar a las abejas y están fuertemente implicados en la disminución de los polinizadores , [75] la pérdida de especies que polinizan las plantas, incluso a través del mecanismo del trastorno del colapso de las colonias , [76] [77] [78] [79] [¿ fuente no confiable? ] en el que las abejas obreras de una colmena o colonia de abejas melíferas occidentales desaparecen abruptamente. La aplicación de pesticidas a cultivos que están en flor puede matar a las abejas , [47] que actúan como polinizadores. El USDA y el USFWS estiman que los agricultores estadounidenses pierden al menos 200 millones de dólares al año debido a la reducción de la polinización de los cultivos porque los pesticidas aplicados a los campos eliminan alrededor de una quinta parte de las colonias de abejas en los EE. UU. y dañan un 15% adicional. [1]
Los pesticidas dañan a muchos tipos de animales, lo que lleva a muchos países a regular el uso de pesticidas a través de Planes de Acción para la Biodiversidad .
Los animales, incluidos los humanos, pueden resultar envenenados por los residuos de pesticidas que quedan en los alimentos, por ejemplo, cuando los animales salvajes ingresan a los campos fumigados o a áreas cercanas poco después de la fumigación. [51]
Los pesticidas pueden eliminar las fuentes esenciales de alimento de algunos animales, provocando que los animales se reubiquen, cambien su dieta o mueran de hambre. Los residuos pueden ascender por la cadena alimentaria ; por ejemplo, las aves pueden resultar perjudicadas cuando comen insectos y gusanos que han consumido pesticidas. [47] Las lombrices de tierra digieren la materia orgánica y aumentan el contenido de nutrientes en la capa superior del suelo. Protegen la salud humana al ingerir basura en descomposición y servir como bioindicadores de la actividad del suelo. Los pesticidas han tenido efectos nocivos sobre el crecimiento y la reproducción de las lombrices de tierra. [80] Algunos pesticidas pueden bioacumularse o acumularse hasta niveles tóxicos en los cuerpos de los organismos que los consumen con el tiempo, un fenómeno que afecta especialmente a las especies que se encuentran en lo alto de la cadena alimentaria. [47]
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El Servicio de Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos estima que cada año mueren 72 millones de aves a causa de los pesticidas en Estados Unidos. [82] Las águilas calvas son ejemplos comunes de organismos no objetivo que se ven afectados por el uso de pesticidas. El libro de Rachel Carson Primavera silenciosa descubrió los efectos de la bioacumulación del pesticida DDT en 1962.
Las aves de las tierras agrícolas están disminuyendo más rápidamente que las aves de cualquier otro bioma de América del Norte, una disminución que se correlaciona con la intensificación y expansión del uso de pesticidas. [83] En las tierras agrícolas del Reino Unido, las poblaciones de diez especies diferentes de aves disminuyeron en 10 millones de individuos reproductores entre 1979 y 1999, supuestamente debido a la pérdida de especies de plantas e invertebrados de las que se alimentan las aves. En 1999, en toda Europa, 116 especies de aves estaban amenazadas. Se ha descubierto que las reducciones en las poblaciones de aves están asociadas con las épocas y áreas en las que se utilizan pesticidas. [84] El adelgazamiento de la cáscara de los huevos inducido por el DDE ha afectado especialmente a las poblaciones de aves europeas y norteamericanas. [85] De 1990 a 2014, el número de aves agrícolas comunes ha disminuido en la Unión Europea en su conjunto y en Francia, Bélgica y Suecia; en Alemania, que depende más de la agricultura orgánica y menos de los pesticidas, la disminución ha sido más lenta; en Suiza , que no depende mucho de la agricultura intensiva , después de una disminución a principios de la década de 2000, el nivel ha vuelto al de 1990. [81]
En otro ejemplo, algunos tipos de fungicidas utilizados en el cultivo de maní son sólo ligeramente tóxicos para las aves y los mamíferos, pero pueden matar las lombrices de tierra, lo que a su vez puede reducir las poblaciones de aves y mamíferos que se alimentan de ellas. [51]
Algunos pesticidas vienen en forma granular. La vida silvestre puede comerse los gránulos, confundiéndolos con granos de alimento. Unos pocos gránulos de pesticida pueden ser suficientes para matar a un pájaro pequeño. [51] Los herbicidas pueden poner en peligro las poblaciones de aves al reducir su hábitat. [51] Además, la destrucción del hábitat nativo y la conversión a otros tipos de uso de la tierra (por ejemplo, agrícola, residencial) contribuye a la disminución de estas aves. Los avicidas plantean una enorme amenaza de envenenamiento directo de aves no objetivo. Como las aves envenenadas pueden volar largas distancias antes de morir, la muerte de aves no objetivo a menudo pasa desapercibida. Muchos países no tienen ningún pesticida registrado de este grupo. En EE.UU., los avicidas registrados pertenecen a pesticidas de uso restringido y sólo pueden ser utilizados por operaciones certificadas de control de plagas.
Los peces y otra biota acuática pueden verse perjudicados por el agua contaminada con pesticidas. [86] La escorrentía superficial de pesticidas hacia ríos y arroyos puede ser altamente letal para la vida acuática , matando a veces a todos los peces de un arroyo en particular. [87]
La aplicación de herbicidas a cuerpos de agua puede provocar la muerte de peces cuando las plantas muertas se descomponen y consumen el oxígeno del agua , asfixiando a los peces. Los herbicidas como el sulfato de cobre que se aplican al agua para matar plantas son tóxicos para los peces y otros animales acuáticos en concentraciones similares a las utilizadas para matar las plantas. La exposición repetida a dosis subletales de algunos pesticidas puede provocar cambios fisiológicos y de comportamiento que reducen las poblaciones de peces, como el abandono de nidos y crías, una menor inmunidad a las enfermedades y una menor evitación de los depredadores. [86]
La aplicación de herbicidas a cuerpos de agua puede matar las plantas de las que dependen los peces para su hábitat. [86]
Los pesticidas pueden acumularse en cuerpos de agua hasta niveles que matan el zooplancton , la principal fuente de alimento para los peces jóvenes. [88] Los pesticidas también pueden matar insectos de los que se alimentan algunos peces, lo que hace que los peces viajen más lejos en busca de alimento y los exponen a un mayor riesgo por parte de los depredadores. [86]
Cuanto más rápido se descomponga un pesticida determinado en el medio ambiente, menos amenaza representará para la vida acuática. Los insecticidas suelen ser más tóxicos para la vida acuática que los herbicidas y fungicidas. [86]
En las últimas décadas, las poblaciones de anfibios han disminuido en todo el mundo, por razones inexplicables que se cree variadas pero de las cuales los pesticidas pueden ser parte. [89]
Las mezclas de pesticidas parecen tener un efecto tóxico acumulativo en las ranas. Los renacuajos de estanques que contienen múltiples pesticidas tardan más en metamorfosearse y son más pequeños cuando lo hacen, lo que disminuye su capacidad para atrapar presas y evitar a los depredadores. [90] La exposición de los renacuajos al organocloruro de endosulfán a niveles que probablemente se encuentren en hábitats cercanos a los campos rociados con el producto químico mata a los renacuajos y provoca anomalías en el comportamiento y el crecimiento. [91]
El herbicida atrazina puede convertir a las ranas macho en hermafroditas , disminuyendo su capacidad de reproducirse. [90] Se han informado efectos tanto reproductivos como no reproductivos en reptiles y anfibios acuáticos. Los cocodrilos, muchas especies de tortugas y algunos lagartos carecen de cromosomas diferenciados por sexo hasta después de la fertilización durante la organogénesis , dependiendo de la temperatura. La exposición embrionaria de las tortugas a diversos PCB provoca una inversión sexual. En todo Estados Unidos y Canadá se han informado trastornos como disminución del éxito de la eclosión, feminización, lesiones cutáneas y otras anomalías del desarrollo. [85]
Los pesticidas pueden ingresar al cuerpo a través de la inhalación de aerosoles , polvo y vapor que contienen pesticidas; a través de exposición oral al consumir alimentos/agua; y por exposición de la piel por contacto directo. [92] Los pesticidas se secretan en los suelos y las aguas subterráneas, que pueden terminar en el agua potable, y la pulverización de pesticidas puede derivar y contaminar el aire.
Los efectos de los pesticidas en la salud humana dependen de la toxicidad del producto químico y de la duración y magnitud de la exposición. [93] Los trabajadores agrícolas y sus familias experimentan la mayor exposición a los pesticidas agrícolas a través del contacto directo. Todo ser humano contiene pesticidas en sus células grasas.
Los niños son más susceptibles y sensibles a los pesticidas [92] porque aún se están desarrollando y tienen un sistema inmunológico más débil que los adultos. Los niños pueden estar más expuestos debido a su mayor proximidad al suelo y su tendencia a llevarse objetos desconocidos a la boca. El contacto de las manos con la boca depende de la edad del niño, al igual que la exposición al plomo. Los niños menores de seis meses son más propensos a experimentar exposición a la leche materna y a la inhalación de partículas pequeñas. Los pesticidas que los miembros de la familia ingresan al hogar aumentan el riesgo de exposición. Los residuos tóxicos en los alimentos pueden contribuir a la exposición de un niño. [94] Los estudios epidemiológicos han informado de efectos adversos de ciertos pesticidas en los niveles actuales de exposición en el desarrollo cognitivo de los niños. [95] Las sustancias químicas pueden bioacumularse en el cuerpo con el tiempo.
Los efectos de la exposición pueden variar desde una leve irritación de la piel hasta defectos de nacimiento , tumores, cambios genéticos, trastornos sanguíneos y nerviosos, alteraciones endocrinas , coma o muerte. [93] Los efectos sobre el desarrollo se han asociado con los pesticidas. Los recientes aumentos de cánceres infantiles en toda América del Norte, como la leucemia , pueden ser el resultado de mutaciones de células somáticas . [96] Los insecticidas destinados a alterar los insectos pueden tener efectos nocivos en el sistema nervioso de los mamíferos. En las exposiciones se han observado alteraciones tanto crónicas como agudas. El DDT y su producto de descomposición, el DDE, alteran la actividad estrogénica y posiblemente provocan cáncer de mama. La exposición fetal al DDT reduce el tamaño del pene masculino en los animales y puede producir testículos no descendidos . Los pesticidas pueden afectar a los fetos en las primeras etapas de desarrollo, en el útero e incluso si uno de los padres estuvo expuesto antes de la concepción. La alteración reproductiva tiene el potencial de ocurrir por reactividad química y mediante cambios estructurales. [97]
La resistencia a los pesticidas describe la menor susceptibilidad de una población de plagas a un pesticida que anteriormente era eficaz para controlar la plaga. Las especies de plagas desarrollan resistencia a los pesticidas a través de la selección natural : los especímenes más resistentes sobreviven y transmiten los cambios hereditarios adquiridos a su descendencia. [98] Si una plaga tiene resistencia , eso reducirá la eficacia del pesticida ; la eficacia y la resistencia están inversamente relacionadas . [99]
Se han informado casos de resistencia en todas las clases de plagas ( es decir, enfermedades de los cultivos, malezas, roedores, etc. ), y las "crisis" en el control de insectos se produjeron poco después de la introducción del uso de pesticidas en el siglo XX. La definición de resistencia a los insecticidas del Comité de Acción para la Resistencia a los Insecticidas (IRAC) es " un cambio hereditario en la sensibilidad de una población de plagas que se refleja en el fracaso repetido de un producto para alcanzar el nivel esperado de control cuando se usa de acuerdo con las recomendaciones de la etiqueta para ese producto". especies de plagas ' . [100]
La resistencia a los pesticidas está aumentando. Los agricultores de Estados Unidos perdieron el 7% de sus cultivos a causa de plagas en la década de 1940; durante las décadas de 1980 y 1990, la pérdida fue del 13%, a pesar de que se utilizaban más pesticidas. [98] Más de 500 especies de plagas han desarrollado resistencia a un pesticida. [101] Otras fuentes estiman que el número es de alrededor de 1.000 especies desde 1945. [102]
Aunque la evolución de la resistencia a los pesticidas generalmente se analiza como resultado del uso de pesticidas, es importante tener en cuenta que las poblaciones de plagas también pueden adaptarse a métodos de control no químicos. Por ejemplo, el gusano de la raíz del maíz del norte ( Diabrotica barberi ) se adaptó a una rotación de cultivos de maíz y soja al pasar el año en que el campo está plantado con soja en diapausa . [103]
En 2014 [actualizar], pocos herbicidas nuevos están cerca de comercializarse y ninguno con un modo de acción novedoso y libre de resistencia. [104] De manera similar, a partir de enero de 2019, [actualizar]el descubrimiento de nuevos insecticidas es más costoso y difícil que nunca. [105]Los pesticidas también pueden afectar a organismos no objetivo. En algunos casos, un insecto plaga controlado por un depredador o parásito beneficioso puede florecer si una aplicación de insecticida mata tanto a la plaga como a las poblaciones beneficiosas. Un estudio que comparó el control biológico de plagas y el insecticida piretroide para la polilla espalda de diamante , una importante plaga de insectos de la familia de la col , mostró que la población de plagas se recuperó debido a la pérdida de insectos depredadores , mientras que el control biológico no mostró el mismo efecto. [106] Del mismo modo, los pesticidas rociados para controlar los mosquitos pueden deprimir temporalmente las poblaciones de mosquitos; a largo plazo, pueden resultar en una población más grande al dañar los controles naturales. [47] Este fenómeno, en el que la población de una especie de plaga se recupera a un número igual o mayor que el que tenía antes del uso de pesticidas, se denomina resurgimiento de plagas y puede vincularse a la eliminación de sus depredadores y otros enemigos naturales. [107]
La pérdida de especies depredadoras también puede conducir a un fenómeno relacionado llamado brotes de plagas secundarias, un aumento de los problemas de especies que originalmente no eran un problema debido a la pérdida de sus depredadores o parásitos. [107] Se estima que un tercio de los 300 insectos más dañinos en los EE. UU. eran originalmente plagas secundarias y solo se convirtieron en un problema importante después del uso de pesticidas. [1] Tanto en el resurgimiento de plagas como en los brotes secundarios, sus enemigos naturales eran más susceptibles a los pesticidas que las plagas mismas, lo que en algunos casos provocó que la población de plagas fuera mayor que antes del uso de pesticidas. [107]
Hay muchas alternativas disponibles para reducir los efectos que los pesticidas tienen en el medio ambiente. Las alternativas a los pesticidas incluyen la eliminación manual, la aplicación de calor, cubrir las malezas con plástico, colocar trampas y señuelos, eliminar los criaderos de plagas, mantener suelos saludables que generen plantas sanas y más resistentes, cultivar especies nativas que son naturalmente más resistentes a las plagas nativas y apoyar el control biológico. agentes como aves y otros depredadores de plagas. [108] En los Estados Unidos, el uso de pesticidas convencionales alcanzó su punto máximo en 1979, y para 2007, se había reducido en un 25 por ciento desde el nivel máximo de 1979, [109] mientras que la producción agrícola estadounidense aumentó un 43 por ciento durante el mismo período. [110]
Los controles biológicos, como las variedades de plantas resistentes y el uso de feromonas , han tenido éxito y, en ocasiones, resuelven permanentemente un problema de plagas. [111] El Manejo Integrado de Plagas (MIP) emplea el uso de productos químicos sólo cuando otras alternativas son ineficaces. El MIP causa menos daño a los seres humanos y al medio ambiente. El enfoque es más amplio que una plaga específica, considerando una variedad de alternativas de control de plagas. [112] La biotecnología también puede ser una forma innovadora de controlar las plagas. Las cepas pueden modificarse genéticamente (GM) para aumentar su resistencia a las plagas. [111]
Los biopesticidas como el aceite de canola y el bicarbonato de sodio, que contienen ingredientes activos procedentes de sustancias naturales, son una alternativa respetuosa con el medio ambiente a los pesticidas tóxicos. [113] Hay tres categorías de biopesticidas; pesticidas microbianos, protectores incorporados en plantas (PIP) y biopesticidas bioquímicos. Las alternativas a los pesticidas incluyen una variedad de introducción de material genético en plantas que atacan una plaga en particular e ingredientes activos que controlan el apareamiento y la reproducción de ciertas plagas o matan las plagas objetivo. [113] Los biopesticidas son efectivos en pequeñas cantidades y se degradan rápidamente, lo que los convierte en una alternativa ecológica a los pesticidas. [114] También se utilizan a menudo en el Manejo Integrado de Plagas (MIP) y han sido un componente importante de la estrategia de MIP del Reino Unido para la protección de cultivos. [115]
En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) sugiere el uso adecuado de pesticidas y su eliminación siguiendo las pautas federales o estatales individuales para agricultores o usuarios comerciales. [116] A los usuarios comerciales de pesticidas se les pide que sigan las instrucciones de eliminación que figuran en las etiquetas de los pesticidas y que utilicen las medidas de seguridad necesarias para la eliminación de desechos peligrosos. [116] También se les recomienda que soliciten asistencia de sus agencias locales para la eliminación de pesticidas no deseados o no utilizados. [116]
Todavía existen problemas ambientales que surgen de la escorrentía y otros efectos negativos de los pesticidas. La escorrentía de pesticidas hacia las aguas residuales y su deriva hacia otros ecosistemas ha llevado a investigaciones sobre la eliminación y remediación de pesticidas en el medio ambiente. Se han realizado investigaciones sobre diferentes métodos para tratar la contaminación por pesticidas, incluido el uso de absorción de carbón activado y procesos de oxidación avanzados . Diferentes métodos de eliminación de pesticidas requieren diferentes costos y pueden conllevar diferentes resultados de eliminación. Algunos métodos requieren técnicas de bajo costo, pero muchos dan como resultado subproductos que requieren un costo adicional para su eliminación o impactos ambientales injustificados. [117]
Hay una investigación en curso centrada en la eliminación de pesticidas; un estudio de 2022, por ejemplo, demostró una excelente eficiencia de eliminación del 80% para el pesticida clorpirifos de uso frecuente mediante el uso de biobots magnéticos para plantas. [118]
Debido a las propiedades del carbón activado, se han investigado diferentes tipos como posible tratamiento para absorber diferentes especies de pesticidas. [119] Los investigadores encontraron un uso para el carbón activado de las semillas de mandarina en la absorción de pesticidas. [120] Los investigadores están utilizando este carbón activado de semilla de mandarina en el proceso de eliminación de pesticidas carbamatos que se han relacionado con un mayor riesgo de cáncer y otros riesgos para la salud. [120] Se ha descubierto que la absorción mediante carbón activado es una forma exitosa y rentable de eliminar pesticidas. [120]
Se han utilizado procesos de oxidación avanzados para combatir el problema de los residuos de pesticidas en frutas y verduras. AOP y sus tecnologías se han utilizado en los esfuerzos de eliminación de contaminantes pesticidas en aguas residuales mediante diferentes reacciones químicas para atacar diferentes contaminantes. [121] Los investigadores han descubierto que este método de eliminación de pesticidas utilizando cloro libre y ultrasonido combinados tiene éxito en la eliminación de residuos de pesticidas de las verduras. [122]
Aunque los proveedores los califican como prácticas económicas y ecológicamente racionales, los efectos de los pesticidas agrícolas pueden incluir toxicidad, bioacumulación, persistencia y respuestas fisiológicas en humanos y vida silvestre, [123] y varias ONG internacionales, como Pesticide Action Network , han aumentado en respuesta a las actividades económicas de estas grandes corporaciones transnacionales. Históricamente, las contribuciones del PAN dirigidas a la Docena Sucia han resultado en tratados y leyes ambientales globales que prohíben los contaminantes orgánicos persistentes (COP), como el endosulfán , y su trabajo de campaña sobre el Consentimiento Informado Previo (PIC) para que los países del Sur Global sepan qué sustancias peligrosas y Los productos químicos prohibidos que podrían estar importando han contribuido a la culminación del Convenio de Rotterdam sobre el Consentimiento Informado Previo, que entró en vigor en 2004. [124] El trabajo del PAN, según su sitio web, implica "desviar la ayuda mundial de los pesticidas", [125 ] además de monitorear la comunidad y servir como organismo de control de las fallas de las políticas del Banco Mundial. [125] Además, los miembros de la Pesticide Action Network ayudaron a ser coautores de la Evaluación Internacional del Conocimiento, la Ciencia y la Tecnología Agrícolas para el Desarrollo (IAASTD), trabajando para centrar el conocimiento agroecológico y las técnicas agrícolas como cruciales para el futuro de la agricultura. [125]
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