2.7 Physically Unclonable Functions
3.1.3 Selected Strong PUFs
En la Figura 4.15 se muestran las gráficas de porcentajes acumulados de diurón mineralizado, tras 20 semanas de estudio, en el suelo original BJ y enmendado con alperujo fresco en el l aboratorio. Transcurrido el tie mpo de estudio, se observó mayor porcentaje de diurón m ineralizado en el suelo sin enmienda que en el suelo enmendado: en el suel o BJ la mineralización de diurón fue de 31.3% respecto a la cantid ad inicialmente aplicada (Tabla 4.15), mientras que en el suelo enmendado con alperujo en el laboratorio (BJ+AF) L el porcentaje de diurón m ineralizado descendió a 19% . Llama la atención que inicialmente la mineralización es más rápida en el suelo enmendado, lo cual está de acuerdo con los resultados obtenidos por Navarro et al. (2003) con herbicidas del grupo de las triazinas, atribuyendo esta mineralización inicial más rápida a una mayor población microbiana capaz de utilizar al herbicida.
En las curvas acumulativas de mineralización de diurón (Figura 4.15) se observa una primera parte cóncava, como obtuvo P iutti et al. (2 002), lo cual indica una a ctivación o enriquecimiento de la m icroflora responsable de la degradación del herbicida. A diferencia de los resultados de este autor, a parti r de los 90-110 días desde el inicio del est udio, la curva pasa a ser convexa. Los herbicidas tipo fenilurea, e ntre los que s e encuentra diurón, se cara cterizan por sufrir una le nta biodegradación natural en suelos agrícolas (Sorensen et al.,
2003). No obstante, Cullington y Walker (1999) observaron un aumento en la velocidad de degradación de di urón tras un period o de 2 9-43 días de lenta biodegradación en uno de los diez suelo s muestreados de la misma parcela. Los autores consideraron este au mento de biodegradación com o una curiosidad, y no determinaron si se debió a un hecho fortuito o si los microorganismos responsables de la degradación de d iurón se encontraban en m uy baja densidad en las muestras de suelo donde no se o bservó aumento de la bio degradación. Gan et al. (1 998) estudiaron el efecto de la adición de en miendas orgánicas a suelos en la degradación de bromuro de metilo y de metil isotiocianato, y por el contrario a lo observado por nosotros, observaron un aumento de la degradación de los plaguicidas con la adición de en mienda al suelo y un gran aumento en la velocidad de respiración del suelo justo después de la adición de la enmienda, lo que atribuyeron a q ue la enmienda podía haber ap ortado un gran número de microorganismos al suelo capaces de degradar a los plaguicidas, o bien, haber aportado nutrientes que los m icroorganismos autóctonos del suelo podían utilizar.
Tabla 4.15. Porcentaje de 14C diurón mineralizado, tras 20 semanas desde su aplicación al suelo, extraído tras el estudio de mineralización y determinado por oxidación del suelo, así como diurón total y principales metabolitos analizados por HPLC. La cantidad de diurón inicialmente aplicada fue de 75 µg g-1.
BJ (BJ+AF)L 14C mineralizado (%) 31.34 ± 1.05 19.20 ± 2.96 14C extraído (%) 5.61 ± 0.28 9.30 ± 2.39 14C oxidado (%) 48.84 ± 3.26 51.79 ± 4.31 14C total recuperado (%) 85.79 80.29 DCPU (µg g-1) -- 0.06 ± 0.01 DCPMU (µg g-1) 1.04 ± 0.66 2.98 ± 1.32 Diurón (µg g-1) 2.73 ± 1.10 1.97 ± 1.11
Días 0 20 40 60 80 100 120 140 160 % Diurón min eralizado acumulado 0 5 10 15 20 25 30 35 BJ (BJ+AF) L
Figura 4.15. Porcentaje acumulado de diurón mineralizado, respecto a la cantidad inicialmente aplicada, tras 20 semanas de estudio.
Una vez finalizado el estudio de m ineralización se realizó la extracción de herbicida tanto m arcado con 14C como no marcado. Del extracto se to mó 1 mL que se midió en el contador de cen telleo y una alícuota que se analizó en el HPLC. También se m idieron los principales metabolitos de diurón: N´-(3,4- diclorofenil)-N,N- metilurea (DCPMU) y N´-(3,4-diclorofenilurea) (DCPU) por HPLC (Goody et al., 2002). En la Tabla 4.15 se muestran los valores de 14C medidos tras la extracción con m etanol. Se puede observar que los porcentajes de diurón extraídos son relativamente bajos.
Tras la extracción del herbicida marcado, se realizó la combustión del suelo, para obtener la c antidad de 14C-diurón y/o metabolitos que queda fuertemente retenido a los componentes del suelo y no se puede n extraer con disolvente orgánico. En ambos suelos, se obtuvieron porcentajes sim ilares de 14C oxidado, próximos a un 50% respecto al inicialmente aplicado (Tabla 4.15).
La cantidad de 14C recuperada ( mineralizada + extraída + co mbustión) es superior al 80%. De acuerdo con los datos recogidos por Barriuso et al. (2008) la formación de residuos no extraíbl es (bound residues) depende de dónde se encuentre el 14C marcado. Si se encuentra en un fragmento lábil de la molécula, se favorece el proceso de mineralización y la cantidad de residuo no extraíble formado es menor que si el 14C marcado se encuentra en un grupo funcional estable de l a molécula, como sucede en nuestro caso, que el 14C marcado se encuentra en el anillo fenilo de la m olécula de herbicida. Estos autores tam bién han revisado el efecto de la aplicación de enmiendas orgánicas en la formación de residuos no extraíbles, afirmando que el au mento de la M.O. conduce a un aumento en la formación de los mismos como observaron Barriuso et al. (1997) para atrazina, simazina y terbutrina con la aplicació n de compost de residuos urbanos. En nuestro caso, la aplicació n de enm ienda no parece afectar a la formación de residuos no extraíbles de diurón, y nuestros resultados coinciden con los obtenidos por estos mismos autores para los herbicidas pendimetalina, carbetamida, 2,4-D y metsulfurón-metilo.
Mourdaunt et al. (2005) estudiaron la form ación de residuos n o extraíbles en 6 plaguicidas, siendo uno de ellos isoproturón, que pertenece a l a familia de las fenilureas. Tras 91 días de incubación la cantidad total de isoproturón extraído con d istintos disolventes fue de un 15% del inicialmente aplicado, se mineralizó a CO2 un 25% y un 65% se obtuvo tras la combustión como residuo no extraíble. Estos resultados no difier en mucho de los obtenidos por nosotros para diurón, considerando las diferen cias en las condiciones y duración del estudio, propiedades de los suelos y de los herbicidas.
Del análisis del extracto por HPLC, se cuantificaron los m etabolitos DCPMU y DCPU, además del co mpuesto parental diurón . DCPU sólo se detectó en e l suelo enmendado con alperujo fresco en el laboratorio y en cantidades muy pequeñas. DCPMU se detectó en los extractos de todas las muestras de suelo (Tabla 4.15). Resp ecto a diurón, se detectó en todos lo s extractos. Se extrajo una mayor cantidad de diurón en el suelo BJ n o enmendado que en el mismo suelo en mendado con alperujo en el laboratorio (BJ+AF)L.