Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 1
Aplicación de técnicas de Química Analítica para la
evaluación de la calidad de aguas de riego en sistemas
agrícolas
Application of analytical chemistry techniques for the evaluation of irrigation water
quality in agricultural systems
Dayana Leonela Martínez Castro
https://orcid.org/00090008-1664-5192
leonela1506@gmail.com
Universidad Técnica de Machala
El Oro – Ecuador
Erick Leonel Sanchez Cuenca
https://orcid.org/0009-0000-8755-4169
sanchez.010el@gmail.com
Universidad Técnica de Machala
El Oro – Ecuador
Allison Alejandra Villa Caamaño
https://orcid.org/00090000-4079-6769
allisonvilla73@gmail.com
Universidad Técnica de Machala
El Oro – Ecuador
Jennifer Dayana Villa Caamaño
https://orcid.org/0009-0003-1232-7588
jvillacaamano@gmail.com
Universidad Técnica de Machala
El Oro – Ecuador
Artículo recibido: (la fecha la coloca el Equipo editorial) - Aceptado para publicación:
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar.
RESUMEN
El agua de riego es un recurso esencial en la producción agrícola, ya que su calidad influye en la
fertilidad del suelo, el desarrollo de los cultivos y la inocuidad alimentaria. En los últimos años
se ha incrementado la presencia de contaminantes emergentes y tensoactivos debido al vertido de
aguas domésticas e industriales, lo que representa un riesgo ambiental y agronómico. El objetivo
de este trabajo es analizar las principales técnicas de química analítica utilizadas para detectar y
cuantificar estos contaminantes en aguas de riego, destacando su aplicación en laboratorios
universitarios y sistemas agrícolas rurales. La metodología se basó en una revisión bibliográfica,
considerando métodos instrumentales como la cromatografía líquida acoplada a espectrometría
de masas (LC-MS/MS), la cromatografía de gases (GC-MS) y la espectrometría de masas con
plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), además de métodos específicos como MBAS y TOC.
Los resultados muestran que la LC-MS/MS es la técnica más precisa para contaminantes polares,
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 2
mientras que MBAS resulta útil por su bajo costo. Finalmente, se proponen medidas de monitoreo
y tratamiento mediante carbón activado y humedales artificiales, concluyendo que la química
analítica es clave para mejorar la gestión del agua de riego y la sostenibilidad agrícola.
Palabras clave: aguas de riego, tensoactivos, contaminantes emergentes, LC-MS/MS,
MBAS
ABSTRACT
Irrigation water is an essential resource in agricultural production, as its quality directly influences
soil fertility, crop development, and food safety. In recent years, the presence of emerging
contaminants and surfactants has increased due to domestic and industrial discharges, posing
environmental and agronomic risks. The objective of this work is to analyze the main analytical
chemistry techniques used to detect and quantify these contaminants in irrigation water,
highlighting their application in university laboratories and rural agricultural systems. The
methodology was based on a bibliographic review considering instrumental methods such as
liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), gas chromatography
(GC-MS), and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), as well as specific
methods like MBAS and TOC. The results show that LC-MS/MS is the most precise technique
for polar contaminants, while MBAS remains useful due to its low cost. Finally, monitoring and
treatment measures using activated carbon and constructed wetlands are proposed, concluding
that analytical chemistry is key to improving irrigation water management and agricultural
sustainability.
Keywords: irrigation water, surfactants, emerging contaminants, LCMS/MS, MBAS
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
mientras que MBAS resulta útil por su bajo costo. Finalmente, se proponen medidas de monitoreo
y tratamiento mediante carbón activado y humedales artificiales, concluyendo que la química
analítica es clave para mejorar la gestión del agua de riego y la sostenibilidad agrícola.
Palabras clave: aguas de riego, tensoactivos, contaminantes emergentes, LC-MS/MS,
MBAS
ABSTRACT
Irrigation water is an essential resource in agricultural production, as its quality directly influences
soil fertility, crop development, and food safety. In recent years, the presence of emerging
contaminants and surfactants has increased due to domestic and industrial discharges, posing
environmental and agronomic risks. The objective of this work is to analyze the main analytical
chemistry techniques used to detect and quantify these contaminants in irrigation water,
highlighting their application in university laboratories and rural agricultural systems. The
methodology was based on a bibliographic review considering instrumental methods such as
liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), gas chromatography
(GC-MS), and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), as well as specific
methods like MBAS and TOC. The results show that LC-MS/MS is the most precise technique
for polar contaminants, while MBAS remains useful due to its low cost. Finally, monitoring and
treatment measures using activated carbon and constructed wetlands are proposed, concluding
that analytical chemistry is key to improving irrigation water management and agricultural
sustainability.
Keywords: irrigation water, surfactants, emerging contaminants, LCMS/MS, MBAS
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 3
INTRODUCCIÓN
El agua de riego es un elemento esencial para la producción agrícola, pues su calidad
influye directamente en el desarrollo de los cultivos, la productividad del suelo y la inocuidad de
los alimentos. En los últimos años, el crecimiento poblacional, la urbanización y las actividades
industriales han incrementado la descarga de aguas residuales hacia ríos y canales que luego se
emplean para el riego. Estas descargas contienen diferentes compuestos denominados
contaminantes emergentes, entre los que destacan los fármacos, productos de higiene personal,
pesticidas, micro plásticos y tensoactivos de detergentes. Aunque sus concentraciones suelen ser
bajas, su persistencia y acumulación en el ambiente pueden alterar las propiedades del suelo y
afectar la fertilidad agrícola. (Hussein et al., 2024; Rajendran et al., 2025)
Ante esta situación, la química analítica ha adquirido un papel clave en el monitoreo y
control de la calidad del agua. A través de técnicas de alta sensibilidad, como la cromatografía
líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS/MS), la cromatografía de gases (GC-MS) y
la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), es posible identificar
y cuantificar contaminantes incluso en concentraciones muy bajas. En este contexto, el presente
artículo tiene como propósito revisar las técnicas de química analítica aplicadas a la evaluación
de la calidad del agua de riego, resaltando sus ventajas, limitaciones y su importancia en la gestión
sostenible de los sistemas agrícolas. (Azam & Tripathi, 2025; Songara et al., 2025)
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente articulo de investigación ha sido desarrollado bajo revisión bibliográfica de
carácter descriptivo el cual sintetiza la evidencia disponible acerca de las técnicas de química
aplicable a la evaluación de calidad de agua de riego en sistemas agrícolas, este se fundamentó
con la identificación y análisis de literatura especializada con el objetivo de determinar la
efectividad, parámetros críticos y de aptitud para garantizar tanto la sostenibilidad como la
seguridad del sector agro.
La búsqueda bibliográfica fue ejecutada de forma sistemática en las siguientes bases de
datos científicas especializadas en el período enero 2020 a diciembre 2025 con ultima consulta
realizada a fecha del 8 de diciembre del año 2025. En Google Scholar se realizó una búsqueda
amplia de literatura académica multidisciplinaria con la siguiente ecuación de búsqueda
("analytical chemistry" OR "analytical techniques" OR "chemical analysis") AND ("irrigation
water" OR "agricultural water" OR "water quality") AND ("physicochemical parameters" OR
"heavy metals" OR "pesticides" OR "emerging contaminants" OR "polycyclic aromatic
hydrocarbons" OR "PAHs") AND ("chromatography" OR "mass spectrometry" OR
"spectroscopy" OR "GC-MS" OR "LC-MS" OR "HPLC" OR "ICP-MS") AND ("agricultural
systems" OR "crop irrigation" OR "soil-water"); en ScienceDirect, repositorio de artículos
científicos y técnico de Elsevier, se utilizó la siguiente formula de búsqueda ((("analytical
INTRODUCCIÓN
El agua de riego es un elemento esencial para la producción agrícola, pues su calidad
influye directamente en el desarrollo de los cultivos, la productividad del suelo y la inocuidad de
los alimentos. En los últimos años, el crecimiento poblacional, la urbanización y las actividades
industriales han incrementado la descarga de aguas residuales hacia ríos y canales que luego se
emplean para el riego. Estas descargas contienen diferentes compuestos denominados
contaminantes emergentes, entre los que destacan los fármacos, productos de higiene personal,
pesticidas, micro plásticos y tensoactivos de detergentes. Aunque sus concentraciones suelen ser
bajas, su persistencia y acumulación en el ambiente pueden alterar las propiedades del suelo y
afectar la fertilidad agrícola. (Hussein et al., 2024; Rajendran et al., 2025)
Ante esta situación, la química analítica ha adquirido un papel clave en el monitoreo y
control de la calidad del agua. A través de técnicas de alta sensibilidad, como la cromatografía
líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS/MS), la cromatografía de gases (GC-MS) y
la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), es posible identificar
y cuantificar contaminantes incluso en concentraciones muy bajas. En este contexto, el presente
artículo tiene como propósito revisar las técnicas de química analítica aplicadas a la evaluación
de la calidad del agua de riego, resaltando sus ventajas, limitaciones y su importancia en la gestión
sostenible de los sistemas agrícolas. (Azam & Tripathi, 2025; Songara et al., 2025)
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente articulo de investigación ha sido desarrollado bajo revisión bibliográfica de
carácter descriptivo el cual sintetiza la evidencia disponible acerca de las técnicas de química
aplicable a la evaluación de calidad de agua de riego en sistemas agrícolas, este se fundamentó
con la identificación y análisis de literatura especializada con el objetivo de determinar la
efectividad, parámetros críticos y de aptitud para garantizar tanto la sostenibilidad como la
seguridad del sector agro.
La búsqueda bibliográfica fue ejecutada de forma sistemática en las siguientes bases de
datos científicas especializadas en el período enero 2020 a diciembre 2025 con ultima consulta
realizada a fecha del 8 de diciembre del año 2025. En Google Scholar se realizó una búsqueda
amplia de literatura académica multidisciplinaria con la siguiente ecuación de búsqueda
("analytical chemistry" OR "analytical techniques" OR "chemical analysis") AND ("irrigation
water" OR "agricultural water" OR "water quality") AND ("physicochemical parameters" OR
"heavy metals" OR "pesticides" OR "emerging contaminants" OR "polycyclic aromatic
hydrocarbons" OR "PAHs") AND ("chromatography" OR "mass spectrometry" OR
"spectroscopy" OR "GC-MS" OR "LC-MS" OR "HPLC" OR "ICP-MS") AND ("agricultural
systems" OR "crop irrigation" OR "soil-water"); en ScienceDirect, repositorio de artículos
científicos y técnico de Elsevier, se utilizó la siguiente formula de búsqueda ((("analytical
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chemistry" OR "analytical techniques") AND ("irrigation water" OR "agricultural water") AND
("water quality assessment" OR "contamination monitoring") AND ("chromatography" OR "mass
spectrometry" OR "spectroscopy" OR "ICP-MS" OR "GC-MS" OR "LC-MS"))) AND
PUBYEAR > 2019 AND PUBYEAR < 2026; para Scopus donde existen citas de literatura
científica revisada por pares se utilizó: ((("heavy metals" OR "trace metals" OR "toxic metals")
AND ("irrigation water" OR "agricultural water") AND ("ICP-MS" OR "ICP-OES" OR "atomic
absorption" OR "spectroscopy") AND ("bioavailability" OR "speciation" OR "contamination"
OR "risk assessment"))) AND PUBYEAR > 2019 AND DOCTYPE(ar).
De modo que se utilizaron términos clave en inglés y español en relación con química
analítica, calidad de agua, riego agrícola y técnicas instrumentales, los cuales fueron combinado
mediante operadores booleanos (AND, OR, NOT) para aumentar la precisión de búsqueda
obteniéndose 60 artículos
Se establecieron los siguientes criterios de inclusión para la participación de los estudios
de revisión dentro del presente trabajo de investigación: artículos originales, meta – análisis,
estudios de validación metodológica publicados en revistas científicas de revisión a pares,
publicaciones en idioma inglés o español que tengan acceso al texto completo con una
temporalidad no mayor a 5 años, cuya temática principal sea la aplicación de técnicas de química
analítica para evaluar la calidad del agua con cuantificación de contaminantes. En contraste, los
criterios de exclusión se basaron en publicaciones sin rigor científico como resúmenes de
congresos sin publicación, tesis no publicadas, artículos de divulgación sin metodología detallada,
tampoco se incluyeron investigaciones enteramente agronómicas o hidrológicas sin un análisis
químico cuantitativo bajo parámetros de calidad, aquellas investigaciones sin acceso a texto
completo, duplicados y en idiomas diferentes a ingles o español sin traducción disponible.
De modo que el proceso de selección se ejecutó en cuatro fases secuenciales siguiendo
lineamientos adaptados a la declaración PRISMA: identificación, cribado inicial, elegibilidad e
inclusión final dando un resultado de 25 artículos los cuales serán utilizados tanto para
contextualización como para análisis de resultados y su posterior discusión. (Fig 1)
chemistry" OR "analytical techniques") AND ("irrigation water" OR "agricultural water") AND
("water quality assessment" OR "contamination monitoring") AND ("chromatography" OR "mass
spectrometry" OR "spectroscopy" OR "ICP-MS" OR "GC-MS" OR "LC-MS"))) AND
PUBYEAR > 2019 AND PUBYEAR < 2026; para Scopus donde existen citas de literatura
científica revisada por pares se utilizó: ((("heavy metals" OR "trace metals" OR "toxic metals")
AND ("irrigation water" OR "agricultural water") AND ("ICP-MS" OR "ICP-OES" OR "atomic
absorption" OR "spectroscopy") AND ("bioavailability" OR "speciation" OR "contamination"
OR "risk assessment"))) AND PUBYEAR > 2019 AND DOCTYPE(ar).
De modo que se utilizaron términos clave en inglés y español en relación con química
analítica, calidad de agua, riego agrícola y técnicas instrumentales, los cuales fueron combinado
mediante operadores booleanos (AND, OR, NOT) para aumentar la precisión de búsqueda
obteniéndose 60 artículos
Se establecieron los siguientes criterios de inclusión para la participación de los estudios
de revisión dentro del presente trabajo de investigación: artículos originales, meta – análisis,
estudios de validación metodológica publicados en revistas científicas de revisión a pares,
publicaciones en idioma inglés o español que tengan acceso al texto completo con una
temporalidad no mayor a 5 años, cuya temática principal sea la aplicación de técnicas de química
analítica para evaluar la calidad del agua con cuantificación de contaminantes. En contraste, los
criterios de exclusión se basaron en publicaciones sin rigor científico como resúmenes de
congresos sin publicación, tesis no publicadas, artículos de divulgación sin metodología detallada,
tampoco se incluyeron investigaciones enteramente agronómicas o hidrológicas sin un análisis
químico cuantitativo bajo parámetros de calidad, aquellas investigaciones sin acceso a texto
completo, duplicados y en idiomas diferentes a ingles o español sin traducción disponible.
De modo que el proceso de selección se ejecutó en cuatro fases secuenciales siguiendo
lineamientos adaptados a la declaración PRISMA: identificación, cribado inicial, elegibilidad e
inclusión final dando un resultado de 25 artículos los cuales serán utilizados tanto para
contextualización como para análisis de resultados y su posterior discusión. (Fig 1)
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Figura 1
Diagrama de flujo metodológico
Fuente: Elaboración propia
Finalmente, se compararon los resultados obtenidos en los artículos seleccionados con el
fin de identificar las técnicas analíticas más aplicadas, accesibilidad y efectividad para detectar
contaminantes relevantes. Esta metodología permite construir una visión general sobre el uso de
la química analítica como herramienta de control ambiental y de gestión sostenible del agua de
riego en la agricultura.
RESULTADOS
La calidad del agua utilizada en la agricultura no depende únicamente de sus características
físicas y salinas, sino también de su composición química y microbiológica. En los últimos años,
distintos autores han reportado la presencia de contaminantes emergentes en aguas superficiales
destinadas al riego. Estos compuestos provienen principalmente de aguas residuales domésticas,
descargas industriales y escorrentía agrícola, las cuales transportan sustancias difíciles de eliminar
mediante los tratamientos convencionales. (Hernández et al., 2023; Martínez-Huitle et al., 2024)
Según la Agencia de Protección Ambiental, los contaminantes emergentes comprenden
sustancias como antibióticos, hormonas, pesticidas, cosméticos, micro plásticos y tensoactivos,
muchas de las cuales no están reguladas por las normativas ambientales tradicionales. (Garizi et
al., 2020; Ramírez-Morales et al., 2021)
Los tensoactivos son moléculas ampliamente utilizadas en detergentes, productos de
limpieza y formulaciones agroquímicas. Su estructura química les permite disminuir la tensión
superficial del agua, pero al llegar al suelo pueden alterar la permeabilidad, la aireación y la
estructura de los agregados. Diversos estudios indican que concentraciones elevadas de
Figura 1
Diagrama de flujo metodológico
Fuente: Elaboración propia
Finalmente, se compararon los resultados obtenidos en los artículos seleccionados con el
fin de identificar las técnicas analíticas más aplicadas, accesibilidad y efectividad para detectar
contaminantes relevantes. Esta metodología permite construir una visión general sobre el uso de
la química analítica como herramienta de control ambiental y de gestión sostenible del agua de
riego en la agricultura.
RESULTADOS
La calidad del agua utilizada en la agricultura no depende únicamente de sus características
físicas y salinas, sino también de su composición química y microbiológica. En los últimos años,
distintos autores han reportado la presencia de contaminantes emergentes en aguas superficiales
destinadas al riego. Estos compuestos provienen principalmente de aguas residuales domésticas,
descargas industriales y escorrentía agrícola, las cuales transportan sustancias difíciles de eliminar
mediante los tratamientos convencionales. (Hernández et al., 2023; Martínez-Huitle et al., 2024)
Según la Agencia de Protección Ambiental, los contaminantes emergentes comprenden
sustancias como antibióticos, hormonas, pesticidas, cosméticos, micro plásticos y tensoactivos,
muchas de las cuales no están reguladas por las normativas ambientales tradicionales. (Garizi et
al., 2020; Ramírez-Morales et al., 2021)
Los tensoactivos son moléculas ampliamente utilizadas en detergentes, productos de
limpieza y formulaciones agroquímicas. Su estructura química les permite disminuir la tensión
superficial del agua, pero al llegar al suelo pueden alterar la permeabilidad, la aireación y la
estructura de los agregados. Diversos estudios indican que concentraciones elevadas de
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 6
surfactantes pueden reducir la germinación de semillas, afectar la absorción de nutrientes y
modificar la microflora benéfica del suelo. Además, en los sistemas de riego por goteo o
aspersión, estos compuestos tienden a formar espumas y biofilm, obstruyendo los emisores y
disminuyendo la eficiencia del sistema. (Intriago-Flores & Quiroz-Fernandez, 2021; Quinteros
Carabalí et al., 2020)
Para detectar este tipo de contaminantes, la química analítica moderna ofrece una amplia
variedad de técnicas instrumentales de alta sensibilidad. La cromatografía líquida acoplada a
espectrometría de masas (LC-MS/MS) es una de las más utilizadas, ya que permite separar e
identificar compuestos polares y no volátiles con alta precisión. La cromatografía de gases (GC-
MS) se emplea para la detección de contaminantes volátiles o semivolátiles, mientras que la
espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) permite analizar metales
pesados asociados a residuos industriales o fertilizantes. (Barakat, 2022; Peluso et al., 2021)
En laboratorios universitarios o de campo se utilizan métodos más simples como MBAS y
TOC, que facilitan el control básico de la calidad del agua y la detección de tensoactivos. El
conjunto de estas herramientas permite establecer una caracterización integral del agua de riego,
combinando la detección de contaminantes con parámetros agronómicos como la conductividad
eléctrica (CE), el pH y la Relación de Adsorción de Sodio (SAR), esenciales para evaluar la
aptitud del agua en la producción agrícola. (Madjar & Vasile Scăețeanu, 2025)
Caracterización fisicoquímica y determinación de parámetros de calidad mediante técnicas
analíticas convencionales
Con el objetivo de brindar contextualización acerca de cómo la determinación de
parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, turbidez) en el
agua de riego para cultivos agrícolas puede influir en la disponibilidad de nutrientes se presenta
el estudio de (Biedunkova & Kuznietsov, 2025) en el cual se emplearon cromatografía líquida de
intercambio iónico (LIC) para determinar cationes (Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺) y aniones (Cl⁻, SO₄²⁻) en
aguas superficiales del río Styr, Ucrania, utilizando equipos Dionex ICS-1500 e ICS-2000 con
columnas de intercambio aniónico (IonPac AS18) y catiónico (IonPac CS18), empleando
bicarbonato de sodio 3.5 mM y ácido metilsulfónico 1.2 mM como eluyentes respectivamente.
Los parámetros fisicoquímicos fundamentales mostraron que el pH, la conductividad eléctrica y
los sólidos disueltos totales (TDS) arrojaron valores entre 296-383 mg/dm³, con una distribución
iónica específica donde Ca²⁺ y SO₄²⁻ dominaron la composición química del agua. La técnica LIC
demostró alta precisión analítica con coeficientes de determinación (R²) superiores a 0.995 para
todos los iones y desviaciones estándar relativas inferiores al 0.5%. El análisis de correlación de
Pearson reveló relaciones positivas significativas entre TDS y las concentraciones iónicas
individuales, particularmente entre Ca²⁺ y SO₄²⁻, indicando procesos geoquímicos interconectados
que influyen en la disponibilidad de nutrientes. El análisis de componentes principales identificó
cinco componentes que explican la variabilidad de la composición iónica del agua. La evaluación
surfactantes pueden reducir la germinación de semillas, afectar la absorción de nutrientes y
modificar la microflora benéfica del suelo. Además, en los sistemas de riego por goteo o
aspersión, estos compuestos tienden a formar espumas y biofilm, obstruyendo los emisores y
disminuyendo la eficiencia del sistema. (Intriago-Flores & Quiroz-Fernandez, 2021; Quinteros
Carabalí et al., 2020)
Para detectar este tipo de contaminantes, la química analítica moderna ofrece una amplia
variedad de técnicas instrumentales de alta sensibilidad. La cromatografía líquida acoplada a
espectrometría de masas (LC-MS/MS) es una de las más utilizadas, ya que permite separar e
identificar compuestos polares y no volátiles con alta precisión. La cromatografía de gases (GC-
MS) se emplea para la detección de contaminantes volátiles o semivolátiles, mientras que la
espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) permite analizar metales
pesados asociados a residuos industriales o fertilizantes. (Barakat, 2022; Peluso et al., 2021)
En laboratorios universitarios o de campo se utilizan métodos más simples como MBAS y
TOC, que facilitan el control básico de la calidad del agua y la detección de tensoactivos. El
conjunto de estas herramientas permite establecer una caracterización integral del agua de riego,
combinando la detección de contaminantes con parámetros agronómicos como la conductividad
eléctrica (CE), el pH y la Relación de Adsorción de Sodio (SAR), esenciales para evaluar la
aptitud del agua en la producción agrícola. (Madjar & Vasile Scăețeanu, 2025)
Caracterización fisicoquímica y determinación de parámetros de calidad mediante técnicas
analíticas convencionales
Con el objetivo de brindar contextualización acerca de cómo la determinación de
parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, turbidez) en el
agua de riego para cultivos agrícolas puede influir en la disponibilidad de nutrientes se presenta
el estudio de (Biedunkova & Kuznietsov, 2025) en el cual se emplearon cromatografía líquida de
intercambio iónico (LIC) para determinar cationes (Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺) y aniones (Cl⁻, SO₄²⁻) en
aguas superficiales del río Styr, Ucrania, utilizando equipos Dionex ICS-1500 e ICS-2000 con
columnas de intercambio aniónico (IonPac AS18) y catiónico (IonPac CS18), empleando
bicarbonato de sodio 3.5 mM y ácido metilsulfónico 1.2 mM como eluyentes respectivamente.
Los parámetros fisicoquímicos fundamentales mostraron que el pH, la conductividad eléctrica y
los sólidos disueltos totales (TDS) arrojaron valores entre 296-383 mg/dm³, con una distribución
iónica específica donde Ca²⁺ y SO₄²⁻ dominaron la composición química del agua. La técnica LIC
demostró alta precisión analítica con coeficientes de determinación (R²) superiores a 0.995 para
todos los iones y desviaciones estándar relativas inferiores al 0.5%. El análisis de correlación de
Pearson reveló relaciones positivas significativas entre TDS y las concentraciones iónicas
individuales, particularmente entre Ca²⁺ y SO₄²⁻, indicando procesos geoquímicos interconectados
que influyen en la disponibilidad de nutrientes. El análisis de componentes principales identificó
cinco componentes que explican la variabilidad de la composición iónica del agua. La evaluación
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 7
mediante el software AGREE confirmó que la metodología LIC presenta mayor sostenibilidad
ambiental (0.82 puntos para aniones y 0.74 para cationes) comparada con métodos tradicionales
como fotometría de llama (0.58) y titulación (0.38 – 0.48), consolidándose como una técnica
eficiente, selectiva y ambientalmente responsable para la caracterización fisicoquímica de aguas
de riego destinadas a garantizar prácticas agrícolas sostenibles.
Para la cuantificación de cationes y aniones (Pivić et al., 2022) evaluó 215 muestras de
agua de riego en la cuenca de los tres ríos Morava, Serbia, empleando técnicas volumétricas y
espectroscópicas. Los cationes Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ y Na⁺ fueron determinados mediante
espectrofotometría de emisión atómica con fotometría de llama según metodología APHA,
mientras que los aniones CO₃²⁻, HCO₃⁻ y Cl⁻ se analizaron mediante técnicas volumétricas, y el
SO₄²⁻ por método gravimétrico. Los resultados revelaron un orden de abundancia iónica de Ca²⁺
> Mg²⁺ > Na⁺ > K⁺ para cationes y HCO₃⁻ > SO₄²⁻ > Cl⁻ > CO₃²⁻ para aniones. La conductividad
eléctrica osciló entre 20 – 2260 μS/cm con promedio de 650.91 μS/cm, mientras que los sólidos
disueltos totales variaron de 50-2800 mg/L. El análisis hidrogeoquímico mediante diagramas de
Piper identificó tres tipos hidroquímicos principales, siendo el tipo HCO₃-Ca,Mg predominante
en 90.23% de las muestras, confirmando que la disolución de calcita y dolomita constituye el
principal proceso geoquímico controlador. Las técnicas volumétricas demostraron ser efectivas
para la determinación rápida de aniones, aunque presentan menor selectividad comparadas con
métodos instrumentales. La espectrofotometría de llama resultó adecuada para alcalinos,
proporcionando resultados confiables con error de balance de carga inferior al 5%. El estudio
estableció que la combinación estratégica de métodos volumétricos convencionales y técnicas
espectroscópicas permite caracterizar eficientemente la composición iónica de aguas de riego,
identificando 95.34% de muestras aptas para uso agrícola según clasificaciones establecidas.
(Camacho-Ballesteros et al., 2020), con el objetivo de interpretar riesgos de salinidad,
sodificación, capacidad de drenaje y toxicidad general decidió evaluar 89 muestras de aguas
residuales en Oaxaca, México, mediante el cálculo de índices de calidad para riego agrícola
basados en determinaciones analíticas convencionales. Los cationes (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺) fueron
determinados por espectrofotometría de emisión de llama según métodos APHA, mientras que
aniones (CO₃²⁻, HCO₃⁻, Cl⁻) se cuantificaron volumétricamente y SO₄²⁻ gravimétricamente. La
conductividad eléctrica fluctuó entre 80-2550 μS/cm con promedio de 475 μS/cm. Se calcularon
tres conceptualizaciones de RAS: RAS original (0.27-1.82-11.54), RAS ajustado considerando
precipitación de CaCO₃ (0.05-2.76-23.51) según Bower, y RAS corregido incorporando presión
parcial de CO₂ (0.18-1.87-12.66) según Suárez. El carbonato de sodio residual presentó valores
de (-0.34)-0.74-8.10 mmolc/L, clasificando 91.63% de muestras como seguras (CSR<1.25) para
riego según criterios de Wilcox. La relación funcional PSI-RAS demostró que para diferentes
coeficientes de selectividad iónica (KG) representativos de suelos oaxaqueños, los valores
máximos alcanzaron RASor =16.32, RASaj = 28.43 y RAScorr = 17.63. Mediante el diagrama
mediante el software AGREE confirmó que la metodología LIC presenta mayor sostenibilidad
ambiental (0.82 puntos para aniones y 0.74 para cationes) comparada con métodos tradicionales
como fotometría de llama (0.58) y titulación (0.38 – 0.48), consolidándose como una técnica
eficiente, selectiva y ambientalmente responsable para la caracterización fisicoquímica de aguas
de riego destinadas a garantizar prácticas agrícolas sostenibles.
Para la cuantificación de cationes y aniones (Pivić et al., 2022) evaluó 215 muestras de
agua de riego en la cuenca de los tres ríos Morava, Serbia, empleando técnicas volumétricas y
espectroscópicas. Los cationes Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ y Na⁺ fueron determinados mediante
espectrofotometría de emisión atómica con fotometría de llama según metodología APHA,
mientras que los aniones CO₃²⁻, HCO₃⁻ y Cl⁻ se analizaron mediante técnicas volumétricas, y el
SO₄²⁻ por método gravimétrico. Los resultados revelaron un orden de abundancia iónica de Ca²⁺
> Mg²⁺ > Na⁺ > K⁺ para cationes y HCO₃⁻ > SO₄²⁻ > Cl⁻ > CO₃²⁻ para aniones. La conductividad
eléctrica osciló entre 20 – 2260 μS/cm con promedio de 650.91 μS/cm, mientras que los sólidos
disueltos totales variaron de 50-2800 mg/L. El análisis hidrogeoquímico mediante diagramas de
Piper identificó tres tipos hidroquímicos principales, siendo el tipo HCO₃-Ca,Mg predominante
en 90.23% de las muestras, confirmando que la disolución de calcita y dolomita constituye el
principal proceso geoquímico controlador. Las técnicas volumétricas demostraron ser efectivas
para la determinación rápida de aniones, aunque presentan menor selectividad comparadas con
métodos instrumentales. La espectrofotometría de llama resultó adecuada para alcalinos,
proporcionando resultados confiables con error de balance de carga inferior al 5%. El estudio
estableció que la combinación estratégica de métodos volumétricos convencionales y técnicas
espectroscópicas permite caracterizar eficientemente la composición iónica de aguas de riego,
identificando 95.34% de muestras aptas para uso agrícola según clasificaciones establecidas.
(Camacho-Ballesteros et al., 2020), con el objetivo de interpretar riesgos de salinidad,
sodificación, capacidad de drenaje y toxicidad general decidió evaluar 89 muestras de aguas
residuales en Oaxaca, México, mediante el cálculo de índices de calidad para riego agrícola
basados en determinaciones analíticas convencionales. Los cationes (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺) fueron
determinados por espectrofotometría de emisión de llama según métodos APHA, mientras que
aniones (CO₃²⁻, HCO₃⁻, Cl⁻) se cuantificaron volumétricamente y SO₄²⁻ gravimétricamente. La
conductividad eléctrica fluctuó entre 80-2550 μS/cm con promedio de 475 μS/cm. Se calcularon
tres conceptualizaciones de RAS: RAS original (0.27-1.82-11.54), RAS ajustado considerando
precipitación de CaCO₃ (0.05-2.76-23.51) según Bower, y RAS corregido incorporando presión
parcial de CO₂ (0.18-1.87-12.66) según Suárez. El carbonato de sodio residual presentó valores
de (-0.34)-0.74-8.10 mmolc/L, clasificando 91.63% de muestras como seguras (CSR<1.25) para
riego según criterios de Wilcox. La relación funcional PSI-RAS demostró que para diferentes
coeficientes de selectividad iónica (KG) representativos de suelos oaxaqueños, los valores
máximos alcanzaron RASor =16.32, RASaj = 28.43 y RAScorr = 17.63. Mediante el diagrama
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 8
de Richards, 51.68% de muestras correspondieron a clase C2-S1 (salinidad media, bajo sodio) y
37.08% a C1-S1 (baja salinidad y sodio), indicando aptitud para riego con manejo adecuado. El
estudio estableció que la composición hidroquímica sulfático – clorhídrico – bicarbonatada
requiere monitoreo constante mediante estos índices calculados, demostrando que la integración
de parámetros fisicoquímicos en índices específicos constituye una herramienta efectiva para
evaluar riesgos de salinización y sodificación en sistemas agrícolas bajo riego con aguas
residuales tratadas.
La investigación realizada en una cuenca de Rajasthan, con el propósito de clasificar la
hidroquímica del agua, evaluó la calidad de 95 muestras de agua subterránea durante periodos pre
y post – monzónico, siguiendo métodos estandarizados. Los resultados mostraron que la
clasificación hidroquímica mediante el diagrama de Piper reveló dominancia de facies mixtas Ca
– Mg – Cl y tipo CaHCO₃, mientras que el diagrama de Chadha confirmó aguas con dureza
permanente durante el pre-monzón y temporal en post – monzón. El diagrama USSL clasificó las
muestras principalmente en categorías C3S1 y C4S1, indicando alta salinidad, pero bajo riesgo
sódico, apropiadas para riego con buen drenaje. Los índices calculados demostraron que durante
el post – monzón, 90.48% del área presentó calidad dudosa según conductividad eléctrica,
mientras que los valores de relación de adsorción de sodio permanecieron en categoría excelente
en ambos periodos. El diagrama de Gibbs evidenció que la mayoría de muestras pertenecen a la
zona de evaporación – cristalización, explicando el incremento de salinidad por concentración de
sodio y cloruro. El índice de permeabilidad mostró 97.45% de muestras seguras durante post –
monzón. Esta caracterización integral mediante diagramas agronómicos estableció que la calidad
mejora significativamente después del monzón, con restricciones moderadas principalmente
relacionadas con salinidad elevada en zonas específicas, requiriendo manejo especializado para
cultivos tolerantes.(Dimple et al., 2023)
Evaluación de contaminantes traza mediante técnicas espectroscópicas avanzadas
Para la cuantificación de metales pesados tóxicos como plomo, cadmio, cromo y mercurio
usualmente se utiliza una técnica analítica muy precisa como lo es la espectrometría de Masas
con plasma acoplado inductivamente así pues la revisión exhaustiva sobre técnicas ICP-MS para
monitoreo de contaminación en recursos hídricos realizada por (Balaram et al., 2023) demuestra
avances significativos en la cuantificación de metales pesados tóxicos. Las diferentes
configuraciones de ICP-MS (cuadrupolo, tándem ICP-MS/MS, HR – ICP – MS y MC – ICP –
MS) han alcanzado límites de detección extraordinariamente bajos, llegando a niveles de
picogramos por mililitro para elementos críticos como Pb (1.47 ng/ml), Cd (6.43 ng/ml), Hg
(10.22 ng/ml) y Cr (6.13 ng/ml) mediante ICP – MS cuadrupolo convencional. La tecnología ICP
– MS/MS ha revolucionado el análisis al reducir interferencias espectrales, logrando límites aún
menores: Pb (9 pg/ml), Cr (4.2 pg/ml), As (90 pg/ml) y Hg (40 pg/ml) mediante química de
colisión/reacción con gases como H₂ y O₂. Los estudios reportan que HR-ICP-MS ofrece
de Richards, 51.68% de muestras correspondieron a clase C2-S1 (salinidad media, bajo sodio) y
37.08% a C1-S1 (baja salinidad y sodio), indicando aptitud para riego con manejo adecuado. El
estudio estableció que la composición hidroquímica sulfático – clorhídrico – bicarbonatada
requiere monitoreo constante mediante estos índices calculados, demostrando que la integración
de parámetros fisicoquímicos en índices específicos constituye una herramienta efectiva para
evaluar riesgos de salinización y sodificación en sistemas agrícolas bajo riego con aguas
residuales tratadas.
La investigación realizada en una cuenca de Rajasthan, con el propósito de clasificar la
hidroquímica del agua, evaluó la calidad de 95 muestras de agua subterránea durante periodos pre
y post – monzónico, siguiendo métodos estandarizados. Los resultados mostraron que la
clasificación hidroquímica mediante el diagrama de Piper reveló dominancia de facies mixtas Ca
– Mg – Cl y tipo CaHCO₃, mientras que el diagrama de Chadha confirmó aguas con dureza
permanente durante el pre-monzón y temporal en post – monzón. El diagrama USSL clasificó las
muestras principalmente en categorías C3S1 y C4S1, indicando alta salinidad, pero bajo riesgo
sódico, apropiadas para riego con buen drenaje. Los índices calculados demostraron que durante
el post – monzón, 90.48% del área presentó calidad dudosa según conductividad eléctrica,
mientras que los valores de relación de adsorción de sodio permanecieron en categoría excelente
en ambos periodos. El diagrama de Gibbs evidenció que la mayoría de muestras pertenecen a la
zona de evaporación – cristalización, explicando el incremento de salinidad por concentración de
sodio y cloruro. El índice de permeabilidad mostró 97.45% de muestras seguras durante post –
monzón. Esta caracterización integral mediante diagramas agronómicos estableció que la calidad
mejora significativamente después del monzón, con restricciones moderadas principalmente
relacionadas con salinidad elevada en zonas específicas, requiriendo manejo especializado para
cultivos tolerantes.(Dimple et al., 2023)
Evaluación de contaminantes traza mediante técnicas espectroscópicas avanzadas
Para la cuantificación de metales pesados tóxicos como plomo, cadmio, cromo y mercurio
usualmente se utiliza una técnica analítica muy precisa como lo es la espectrometría de Masas
con plasma acoplado inductivamente así pues la revisión exhaustiva sobre técnicas ICP-MS para
monitoreo de contaminación en recursos hídricos realizada por (Balaram et al., 2023) demuestra
avances significativos en la cuantificación de metales pesados tóxicos. Las diferentes
configuraciones de ICP-MS (cuadrupolo, tándem ICP-MS/MS, HR – ICP – MS y MC – ICP –
MS) han alcanzado límites de detección extraordinariamente bajos, llegando a niveles de
picogramos por mililitro para elementos críticos como Pb (1.47 ng/ml), Cd (6.43 ng/ml), Hg
(10.22 ng/ml) y Cr (6.13 ng/ml) mediante ICP – MS cuadrupolo convencional. La tecnología ICP
– MS/MS ha revolucionado el análisis al reducir interferencias espectrales, logrando límites aún
menores: Pb (9 pg/ml), Cr (4.2 pg/ml), As (90 pg/ml) y Hg (40 pg/ml) mediante química de
colisión/reacción con gases como H₂ y O₂. Los estudios reportan que HR-ICP-MS ofrece
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 9
precisión superior al 5% RSD para más de treinta elementos traza en matrices acuosas, validado
con materiales de referencia certificados NIST. El análisis de especiación mediante HPLC-ICP-
MS resulta fundamental para distinguir especies tóxicas específicas como Cr⁶⁺ versus Cr³⁺, As³⁺
versus As⁵⁺, y metilmercurio, donde la toxicidad varía drásticamente según la forma química. Las
aplicaciones documentadas incluyen monitoreo de agua subterránea contaminada por actividades
industriales, mineras y agrícolas, identificando fuentes geogénicas versus antropogénicas
mediante análisis isotópico. Los estudios confirman que ICP – MS representa la técnica analítica
más versátil y sensible para evaluación integral de calidad de aguas de riego, cumpliendo límites
regulatorios internacionales de WHO y EPA, permitiendo detección temprana de contaminación
y garantizando seguridad para uso agrícola sostenible.
El estudio de validación metodológica mediante ICP – MS para determinación de 24
elementos en agua potable de Antalya, Turquía, demuestra la efectividad analítica para cuantificar
metaloides y elementos esenciales con potencial fitotóxico. El método validado alcanzó límites
de detección entre 0.04 – 1.53 μg/L para todos los elementos analizados, con coeficientes de
correlación superiores a 0.9994 en curvas de calibración. Los valores de recuperación oscilaron
entre 94 – 104% para los 24 isótopos monitoreados (⁷⁵As, ⁶³Cu, ⁶⁶Zn, ⁵⁵Mn, ⁵⁷Fe, ¹¹B, entre otros),
con precisión expresada como %RSD entre 0.10-2.31%. La preparación preanalítica mediante
digestión ácida (HNO₃, HCl, HF) a 60°C resultó crucial para eliminar interferencias espectrales,
particularmente la interferencia ⁴⁰Ar³⁵Cl sobre ⁷⁵As, preconcentrando analitos desde 100 mL
iniciales hasta volumen final de 25 mL. El análisis de 50 muestras reveló concentraciones
variables: arsénico (0.20 – 7.39 μg/L), hierro (10.41 – 86.38 μg/L), zinc (<LOD – 23.17 μg/L),
cobre (<LOD-6.18 μg/L), manganeso (<LOD) y boro (<LOD). La estimación de incertidumbre
expandida mediante factor de cobertura k = 2 proporcionó valores entre 4 – 32% para diferentes
elementos, identificando la curva de calibración y recuperación como contribuyentes principales.
El material de referencia certificado (CRM Enviro MAT – Drinking Water – Low) validó la
exactitud del método con recuperaciones entre 98.8 – 101%. Esta metodología robusta garantiza
trazabilidad metrológica y comparabilidad internacional, resultando fundamental para evaluar
seguridad de aguas destinadas a riego agrícola, detectando elementos esenciales que en
concentraciones elevadas presentan riesgos fitotóxicos para cultivos. (Kilic, 2023)
La investigación sobre especiación metálica en el microambiente ficosférico, capa límite
alrededor de células fotosintéticas, revela aspectos críticos para evaluar biodisponibilidad de
metales en aguas. El modelado de equilibrio mediante Visual MINTEQ 3.1 con el Modelo
Húmico de Estocolmo demostró que alteraciones de pH y O₂ en la ficosfera modifican
significativamente la especiación de 12 metales (Al, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sc, Sm, Zn).
En algas marinas bajo luz, el pH aumentó 0.32 unidades promedio y O₂ incrementó 0.17 mM,
mientras en oscuridad disminuyeron 0.10 unidades y 0.03 mM respectivamente. Para algas
dulceacuícolas, los cambios fueron mayores: pH aumentó 1.28 unidades y O₂ creció 0.38 mM
precisión superior al 5% RSD para más de treinta elementos traza en matrices acuosas, validado
con materiales de referencia certificados NIST. El análisis de especiación mediante HPLC-ICP-
MS resulta fundamental para distinguir especies tóxicas específicas como Cr⁶⁺ versus Cr³⁺, As³⁺
versus As⁵⁺, y metilmercurio, donde la toxicidad varía drásticamente según la forma química. Las
aplicaciones documentadas incluyen monitoreo de agua subterránea contaminada por actividades
industriales, mineras y agrícolas, identificando fuentes geogénicas versus antropogénicas
mediante análisis isotópico. Los estudios confirman que ICP – MS representa la técnica analítica
más versátil y sensible para evaluación integral de calidad de aguas de riego, cumpliendo límites
regulatorios internacionales de WHO y EPA, permitiendo detección temprana de contaminación
y garantizando seguridad para uso agrícola sostenible.
El estudio de validación metodológica mediante ICP – MS para determinación de 24
elementos en agua potable de Antalya, Turquía, demuestra la efectividad analítica para cuantificar
metaloides y elementos esenciales con potencial fitotóxico. El método validado alcanzó límites
de detección entre 0.04 – 1.53 μg/L para todos los elementos analizados, con coeficientes de
correlación superiores a 0.9994 en curvas de calibración. Los valores de recuperación oscilaron
entre 94 – 104% para los 24 isótopos monitoreados (⁷⁵As, ⁶³Cu, ⁶⁶Zn, ⁵⁵Mn, ⁵⁷Fe, ¹¹B, entre otros),
con precisión expresada como %RSD entre 0.10-2.31%. La preparación preanalítica mediante
digestión ácida (HNO₃, HCl, HF) a 60°C resultó crucial para eliminar interferencias espectrales,
particularmente la interferencia ⁴⁰Ar³⁵Cl sobre ⁷⁵As, preconcentrando analitos desde 100 mL
iniciales hasta volumen final de 25 mL. El análisis de 50 muestras reveló concentraciones
variables: arsénico (0.20 – 7.39 μg/L), hierro (10.41 – 86.38 μg/L), zinc (<LOD – 23.17 μg/L),
cobre (<LOD-6.18 μg/L), manganeso (<LOD) y boro (<LOD). La estimación de incertidumbre
expandida mediante factor de cobertura k = 2 proporcionó valores entre 4 – 32% para diferentes
elementos, identificando la curva de calibración y recuperación como contribuyentes principales.
El material de referencia certificado (CRM Enviro MAT – Drinking Water – Low) validó la
exactitud del método con recuperaciones entre 98.8 – 101%. Esta metodología robusta garantiza
trazabilidad metrológica y comparabilidad internacional, resultando fundamental para evaluar
seguridad de aguas destinadas a riego agrícola, detectando elementos esenciales que en
concentraciones elevadas presentan riesgos fitotóxicos para cultivos. (Kilic, 2023)
La investigación sobre especiación metálica en el microambiente ficosférico, capa límite
alrededor de células fotosintéticas, revela aspectos críticos para evaluar biodisponibilidad de
metales en aguas. El modelado de equilibrio mediante Visual MINTEQ 3.1 con el Modelo
Húmico de Estocolmo demostró que alteraciones de pH y O₂ en la ficosfera modifican
significativamente la especiación de 12 metales (Al, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sc, Sm, Zn).
En algas marinas bajo luz, el pH aumentó 0.32 unidades promedio y O₂ incrementó 0.17 mM,
mientras en oscuridad disminuyeron 0.10 unidades y 0.03 mM respectivamente. Para algas
dulceacuícolas, los cambios fueron mayores: pH aumentó 1.28 unidades y O₂ creció 0.38 mM
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 10
bajo iluminación. Estos cambios alteraron la distribución entre ión libre, complejos inorgánicos
y orgánicos. En agua marina con incremento de 0.3 unidades de pH, las concentraciones de iones
libres disminuyeron: Cu²⁺ (50%), Pb (42%), Co (15%), Zn (39%) y Cd (10%). Para metales
trivalentes, el efecto fue más pronunciado: complejos orgánicos de Al disminuyeron 4.5 veces,
complejos inorgánicos de Fe aumentaron 1.5 veces, y Sm³⁺ libre se redujo 50%. Las fluctuaciones
de O₂ incrementaron tasas de oxidación de Cu(I), Fe(II) y Mn(II) entre 2 – 938 veces. La
validación mediante reanálisis de datos de captación metálica por fitoplancton confirmó que
considerar especiación ficosférica mejora predicciones de biodisponibilidad tanto para metales
divalentes como trivalentes. Esta comprensión resulta fundamental para evaluaciones precisas de
calidad de aguas de riego, donde parámetros como pH, carbono orgánico disuelto (0.3 – 32 mg/L
agua dulce; 0.14 – 16 mg/L agua marina) y condiciones redox determinan la especiación química
y consecuente fitotoxicidad metálica.(Liu et al., 2020)
La investigación en suelos agrícolas bajo riego con aguas residuales en Wuqing, Tianjin,
empleó técnicas analíticas avanzadas combinando ICP-MS y MC-ICP-MS para cuantificar 13
elementos (Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Ti, V, Zn) y relaciones isotópicas de Cd y Pb.
El índice de geoacumulación (Igeo) reveló contaminación moderada, con Cd exhibiendo valores
entre 0.44 – 1.85 (58.33% sitios sin contaminar a moderadamente contaminados, 41.67%
moderadamente contaminados) y Pb con rango -0.34 a 0.24 (25% sitios sin contaminar a
moderadamente contaminados). Los contenidos promedio de Cd (0.26±0.06 mg/kg) y Pb
(29.92±2.90 mg/kg) excedieron valores de referencia 2.03 – 5.39 y 1.18 – 1.77 veces
respectivamente. El análisis mediante factorización de matriz positiva (PMF) integrado con
análisis de correlación y componentes principales (PCA) identificó cuatro fuentes de
contaminación cuantificadas: material parental del suelo (23.46% contribución), emisiones
industriales (18.39%), prácticas agrícolas (29.97%), y fuentes mixtas de riego con aguas
residuales más transporte (28.17%). Las relaciones isotópicas determinadas por MC-ICP-MS
(¹¹¹Cd/¹¹⁴Cd: 0.3845-0.4436; ²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb: 2.1030 – 2.1382) mediante modelo EPA – IsoSource
confirmaron contribuciones similares entre fuentes (diferencias <10%), indicando ausencia de
fuente dominante única. Los errores relativos entre PMF e isótopos de Pb fueron <40% (fuentes
agrícolas 20.73%, industriales 0.34%, material parental 12.84%, mixtas 4.25%), validando la
robustez metodológica. Esta integración de técnicas espectroscópicas avanzadas con índices de
contaminación y análisis multivariado constituye metodología efectiva para evaluar riesgos en
sistemas de riego agrícola contaminados. (Wang et al., 2021)
Detección de contaminantes orgánicos mediante técnicas cromatográficas
(Munitz et al., 2022) desarrolló una investigación que validó metodologías cromatográficas
para detección multiresiduo de seis plaguicidas (cyproconazole, epoxiconazole, kresoxim – metil,
propiconazole, azoxystrobin, deltametrina) en aguas de riego arrocero mediante microextracción
en fase sólida (SPME) acoplada a GC – μECD con confirmación por GC-MS. La optimización
bajo iluminación. Estos cambios alteraron la distribución entre ión libre, complejos inorgánicos
y orgánicos. En agua marina con incremento de 0.3 unidades de pH, las concentraciones de iones
libres disminuyeron: Cu²⁺ (50%), Pb (42%), Co (15%), Zn (39%) y Cd (10%). Para metales
trivalentes, el efecto fue más pronunciado: complejos orgánicos de Al disminuyeron 4.5 veces,
complejos inorgánicos de Fe aumentaron 1.5 veces, y Sm³⁺ libre se redujo 50%. Las fluctuaciones
de O₂ incrementaron tasas de oxidación de Cu(I), Fe(II) y Mn(II) entre 2 – 938 veces. La
validación mediante reanálisis de datos de captación metálica por fitoplancton confirmó que
considerar especiación ficosférica mejora predicciones de biodisponibilidad tanto para metales
divalentes como trivalentes. Esta comprensión resulta fundamental para evaluaciones precisas de
calidad de aguas de riego, donde parámetros como pH, carbono orgánico disuelto (0.3 – 32 mg/L
agua dulce; 0.14 – 16 mg/L agua marina) y condiciones redox determinan la especiación química
y consecuente fitotoxicidad metálica.(Liu et al., 2020)
La investigación en suelos agrícolas bajo riego con aguas residuales en Wuqing, Tianjin,
empleó técnicas analíticas avanzadas combinando ICP-MS y MC-ICP-MS para cuantificar 13
elementos (Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Ti, V, Zn) y relaciones isotópicas de Cd y Pb.
El índice de geoacumulación (Igeo) reveló contaminación moderada, con Cd exhibiendo valores
entre 0.44 – 1.85 (58.33% sitios sin contaminar a moderadamente contaminados, 41.67%
moderadamente contaminados) y Pb con rango -0.34 a 0.24 (25% sitios sin contaminar a
moderadamente contaminados). Los contenidos promedio de Cd (0.26±0.06 mg/kg) y Pb
(29.92±2.90 mg/kg) excedieron valores de referencia 2.03 – 5.39 y 1.18 – 1.77 veces
respectivamente. El análisis mediante factorización de matriz positiva (PMF) integrado con
análisis de correlación y componentes principales (PCA) identificó cuatro fuentes de
contaminación cuantificadas: material parental del suelo (23.46% contribución), emisiones
industriales (18.39%), prácticas agrícolas (29.97%), y fuentes mixtas de riego con aguas
residuales más transporte (28.17%). Las relaciones isotópicas determinadas por MC-ICP-MS
(¹¹¹Cd/¹¹⁴Cd: 0.3845-0.4436; ²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb: 2.1030 – 2.1382) mediante modelo EPA – IsoSource
confirmaron contribuciones similares entre fuentes (diferencias <10%), indicando ausencia de
fuente dominante única. Los errores relativos entre PMF e isótopos de Pb fueron <40% (fuentes
agrícolas 20.73%, industriales 0.34%, material parental 12.84%, mixtas 4.25%), validando la
robustez metodológica. Esta integración de técnicas espectroscópicas avanzadas con índices de
contaminación y análisis multivariado constituye metodología efectiva para evaluar riesgos en
sistemas de riego agrícola contaminados. (Wang et al., 2021)
Detección de contaminantes orgánicos mediante técnicas cromatográficas
(Munitz et al., 2022) desarrolló una investigación que validó metodologías cromatográficas
para detección multiresiduo de seis plaguicidas (cyproconazole, epoxiconazole, kresoxim – metil,
propiconazole, azoxystrobin, deltametrina) en aguas de riego arrocero mediante microextracción
en fase sólida (SPME) acoplada a GC – μECD con confirmación por GC-MS. La optimización
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 11
metodológica estableció fibra PDMS 100μm, pH 7, agitación 200rpm, extracción 15min y
desorción 250°C durante 5min como condiciones óptimas. El método validado según guía
SANTE demostró linealidad R² > 0.9945, límites de detección 0.01 – 0.03 μg/L, límites de
cuantificación 0.02 – 0.05 μg/L, recuperaciones 90.5 – 104.2% y precisión RSD <7.0% en tres
niveles de concentración (0.5, 2.5, 10.0 μg/L). El análisis de 100 muestras de agua reveló
frecuencia de ocurrencia 86%, detectando plaguicidas en concentraciones 0.51 – 4.26 μg/L,
excediendo sistemáticamente el límite máximo permitido (0.1 μg/L) entre 11.6 – 43.6 veces. Los
resultados mostraron 58 – 65% muestras positivas sobre LOD, con epoxiconazole presentando
mayor prevalencia (65%). La co – ocurrencia de múltiples plaguicidas fue común, evidenciando
contaminación multicomponente. Paralelamente, la metodología QuEChERS modificada para
arroz alcanzó LOD 0.22 – 0.27 μg/kg y LOQ 0.72 – 0.90 μg/kg, con recuperaciones 98.9 – 107.8%
y precisión RSD <8.1%. El análisis de 100 muestras comerciales detectó contaminación en 29 –
84% muestras, con concentraciones 0.77 – 72.39 μg/kg generalmente bajo LMR excepto
epoxiconazole (36 muestras excedieron límites SENASA). Estos métodos cromatográficos
demuestran sensibilidad, selectividad y robustez adecuadas para screening multiresiduo,
permitiendo monitoreo efectivo de calidad de aguas de riego y productos agrícolas, identificando
fuentes de contaminación y riesgos asociados al uso de aguas contaminadas en sistemas arroceros.
(Vistnes et al., 2022) comparó dos técnicas cromatográficas para determinar 16
hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) de la EPA en aguas de lavado de túneles viales en
Noruega, aplicables a matrices agrícolas contaminadas. La extracción en fase sólida (SPE) con
cartuchos C18 Bondesil y extracción acelerada con solventes (ASE) fueron acopladas a
cromatografía de gases con espectrometría de masas (GC-MS) y cromatografía líquida de alta
resolución con detectores de arreglo de diodos y fluorescencia (HPLC – DAD – FLD). La técnica
GC-MS separó los 16 HAPs en 34.75 minutos utilizando columna TraceGOLD TG-5MS con
gradiente de temperatura, mientras que HPLC – DAD – FLD completó la separación en 22.50
minutos mediante columna Zorbax Eclipse PAH con gradiente de acetonitrilo. Las recuperaciones
absolutas oscilaron entre 57 – 104% para fase particulada y 42 – 79% para fase disuelta. GC –
MS demostró límites de detección inferiores para 13 de 16 HAPs, siendo hasta dos órdenes de
magnitud menores para naftaleno. En fase particulada, HAPs de alto peso molecular (BbF, BkF,
BgP, DBA) se detectaron entre 0.043 – 0.93 μg/g, HAPs intermedios (FLT, PYR, BaA, CHR)
entre 0.075-2.0 μg/g, mientras que HAPs de bajo peso molecular predominaron en fase disuelta
(0.0098 – 0.50 μg/L). La comparación cruzada reveló que HPLC – DAD – FLD detectó algunos
HAPs exclusivamente o en mayores concentraciones, indicando posibles falsos positivos por co
– elución de compuestos fluorescentes isobáricos. El estudio estableció que GC-MS resulta
preferible por su selectividad superior mediante identificación por relación masa/carga, mientras
HPLC – DAD – FLD sirve como técnica complementaria de confirmación, demostrando la
importancia de seleccionar metodologías analíticas apropiadas según matriz y analitos objetivo.
metodológica estableció fibra PDMS 100μm, pH 7, agitación 200rpm, extracción 15min y
desorción 250°C durante 5min como condiciones óptimas. El método validado según guía
SANTE demostró linealidad R² > 0.9945, límites de detección 0.01 – 0.03 μg/L, límites de
cuantificación 0.02 – 0.05 μg/L, recuperaciones 90.5 – 104.2% y precisión RSD <7.0% en tres
niveles de concentración (0.5, 2.5, 10.0 μg/L). El análisis de 100 muestras de agua reveló
frecuencia de ocurrencia 86%, detectando plaguicidas en concentraciones 0.51 – 4.26 μg/L,
excediendo sistemáticamente el límite máximo permitido (0.1 μg/L) entre 11.6 – 43.6 veces. Los
resultados mostraron 58 – 65% muestras positivas sobre LOD, con epoxiconazole presentando
mayor prevalencia (65%). La co – ocurrencia de múltiples plaguicidas fue común, evidenciando
contaminación multicomponente. Paralelamente, la metodología QuEChERS modificada para
arroz alcanzó LOD 0.22 – 0.27 μg/kg y LOQ 0.72 – 0.90 μg/kg, con recuperaciones 98.9 – 107.8%
y precisión RSD <8.1%. El análisis de 100 muestras comerciales detectó contaminación en 29 –
84% muestras, con concentraciones 0.77 – 72.39 μg/kg generalmente bajo LMR excepto
epoxiconazole (36 muestras excedieron límites SENASA). Estos métodos cromatográficos
demuestran sensibilidad, selectividad y robustez adecuadas para screening multiresiduo,
permitiendo monitoreo efectivo de calidad de aguas de riego y productos agrícolas, identificando
fuentes de contaminación y riesgos asociados al uso de aguas contaminadas en sistemas arroceros.
(Vistnes et al., 2022) comparó dos técnicas cromatográficas para determinar 16
hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) de la EPA en aguas de lavado de túneles viales en
Noruega, aplicables a matrices agrícolas contaminadas. La extracción en fase sólida (SPE) con
cartuchos C18 Bondesil y extracción acelerada con solventes (ASE) fueron acopladas a
cromatografía de gases con espectrometría de masas (GC-MS) y cromatografía líquida de alta
resolución con detectores de arreglo de diodos y fluorescencia (HPLC – DAD – FLD). La técnica
GC-MS separó los 16 HAPs en 34.75 minutos utilizando columna TraceGOLD TG-5MS con
gradiente de temperatura, mientras que HPLC – DAD – FLD completó la separación en 22.50
minutos mediante columna Zorbax Eclipse PAH con gradiente de acetonitrilo. Las recuperaciones
absolutas oscilaron entre 57 – 104% para fase particulada y 42 – 79% para fase disuelta. GC –
MS demostró límites de detección inferiores para 13 de 16 HAPs, siendo hasta dos órdenes de
magnitud menores para naftaleno. En fase particulada, HAPs de alto peso molecular (BbF, BkF,
BgP, DBA) se detectaron entre 0.043 – 0.93 μg/g, HAPs intermedios (FLT, PYR, BaA, CHR)
entre 0.075-2.0 μg/g, mientras que HAPs de bajo peso molecular predominaron en fase disuelta
(0.0098 – 0.50 μg/L). La comparación cruzada reveló que HPLC – DAD – FLD detectó algunos
HAPs exclusivamente o en mayores concentraciones, indicando posibles falsos positivos por co
– elución de compuestos fluorescentes isobáricos. El estudio estableció que GC-MS resulta
preferible por su selectividad superior mediante identificación por relación masa/carga, mientras
HPLC – DAD – FLD sirve como técnica complementaria de confirmación, demostrando la
importancia de seleccionar metodologías analíticas apropiadas según matriz y analitos objetivo.
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 12
(Meher & Zarouri, 2025) revisó exhaustivamente las aplicaciones de espectrometría de
masas para detectar contaminantes emergentes en matrices ambientales, incluyendo aguas de
riego agrícola. La cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC –
MS/MS) demostró ser la técnica más efectiva para compuestos no volátiles y termolábiles como
productos farmacéuticos, productos de cuidado personal y disruptores endocrinos. La
espectrometría de masas de alta resolución (HR – MS) permitió la detección de contaminantes
desconocidos mediante análisis no dirigido, facilitando la identificación de productos de
transformación formados durante procesos naturales o tratamientos. Los autores destacaron que
técnicas como Orbitrap y tiempo de vuelo (TOF) ofrecen precisión en mediciones de masa,
permitiendo elucidar fórmulas moleculares y estructuras químicas. Para fármacos como bisfenol
A y triclosan, LC – MS/MS alcanzó límites de detección de 1.13 – 5.45 ng/L en matrices acuosas
complejas mediante extracción en fase sólida (SPE). La espectrometría de movilidad iónica
acoplada a MS (IMS – MS) mejoró la selectividad analítica separando iones según forma y carga,
diferenciando especies isoméricas e isobáricas. Las técnicas de ionización ambiental como DESI
y DART revolucionaron el campo al permitir muestreo directo de superficies bajo condiciones
ambientales, reduciendo tiempos de preparación. Los principales desafíos identificados incluyen
efectos matrices, falta de protocolos estandarizados y bibliotecas espectrales limitadas para
contaminantes emergentes. La integración de inteligencia artificial y aprendizaje automático en
flujos de trabajo MS promete automatizar identificación de picos, clasificar compuestos y predecir
productos de transformación. El estudio enfatizó que avances continuos en instrumentación MS,
combinados con métodos robustos de preparación de muestras como QuEChERS y técnicas
innovadoras como extracción dispersiva micro – SPE, son esenciales para monitoreo ambiental
efectivo y evaluación de riesgos asociados con contaminantes emergentes en sistemas de riego
agrícola.
(Centanni et al., 2024) evaluó la persistencia, movilidad y riesgo ecotoxicológico de cobre
y glifosato en aguas de riego mediante modelización SWAT acoplada a determinaciones
cromatográficas. Las muestras de agua superficial fueron analizadas quincenalmente durante
2021 mediante cromatografía de gases y líquidos acoplada a espectrometría de masas (GC/LC –
MS) con límite de cuantificación <0.5 μg/L. El cobre fue cuantificado mediante espectrometría
de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente según UNI EN ISO 17294 – 2:2016
(límite 0.5 μg/L), detectándose en todas las muestras con concentración mediana de 2.1 μg/L
(máximo 6.2 μg/L). El glifosato se detectó en ocho muestras con mediana de 0.29 μg/L (máximo
0.42 μg/L), excediendo el estándar europeo de calidad ambiental (EQS) de 0.1 μg/L establecido
por Directiva 2020/2184/UE. El modelo SWAT, calibrado satisfactoriamente (R²=0.63,
NSE=0.50, PBIAS=21.6% para cobre; R²=0.78, NSE=0.57, PBIAS=6.8% para glifosato), predijo
concentraciones ambientales (PEC) de 0-245 μg/L para cobre y 0-8.5 μg/L para glifosato. Los
parámetros críticos de calibración fueron el coeficiente de adsorción al carbono orgánico del suelo
(Meher & Zarouri, 2025) revisó exhaustivamente las aplicaciones de espectrometría de
masas para detectar contaminantes emergentes en matrices ambientales, incluyendo aguas de
riego agrícola. La cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC –
MS/MS) demostró ser la técnica más efectiva para compuestos no volátiles y termolábiles como
productos farmacéuticos, productos de cuidado personal y disruptores endocrinos. La
espectrometría de masas de alta resolución (HR – MS) permitió la detección de contaminantes
desconocidos mediante análisis no dirigido, facilitando la identificación de productos de
transformación formados durante procesos naturales o tratamientos. Los autores destacaron que
técnicas como Orbitrap y tiempo de vuelo (TOF) ofrecen precisión en mediciones de masa,
permitiendo elucidar fórmulas moleculares y estructuras químicas. Para fármacos como bisfenol
A y triclosan, LC – MS/MS alcanzó límites de detección de 1.13 – 5.45 ng/L en matrices acuosas
complejas mediante extracción en fase sólida (SPE). La espectrometría de movilidad iónica
acoplada a MS (IMS – MS) mejoró la selectividad analítica separando iones según forma y carga,
diferenciando especies isoméricas e isobáricas. Las técnicas de ionización ambiental como DESI
y DART revolucionaron el campo al permitir muestreo directo de superficies bajo condiciones
ambientales, reduciendo tiempos de preparación. Los principales desafíos identificados incluyen
efectos matrices, falta de protocolos estandarizados y bibliotecas espectrales limitadas para
contaminantes emergentes. La integración de inteligencia artificial y aprendizaje automático en
flujos de trabajo MS promete automatizar identificación de picos, clasificar compuestos y predecir
productos de transformación. El estudio enfatizó que avances continuos en instrumentación MS,
combinados con métodos robustos de preparación de muestras como QuEChERS y técnicas
innovadoras como extracción dispersiva micro – SPE, son esenciales para monitoreo ambiental
efectivo y evaluación de riesgos asociados con contaminantes emergentes en sistemas de riego
agrícola.
(Centanni et al., 2024) evaluó la persistencia, movilidad y riesgo ecotoxicológico de cobre
y glifosato en aguas de riego mediante modelización SWAT acoplada a determinaciones
cromatográficas. Las muestras de agua superficial fueron analizadas quincenalmente durante
2021 mediante cromatografía de gases y líquidos acoplada a espectrometría de masas (GC/LC –
MS) con límite de cuantificación <0.5 μg/L. El cobre fue cuantificado mediante espectrometría
de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente según UNI EN ISO 17294 – 2:2016
(límite 0.5 μg/L), detectándose en todas las muestras con concentración mediana de 2.1 μg/L
(máximo 6.2 μg/L). El glifosato se detectó en ocho muestras con mediana de 0.29 μg/L (máximo
0.42 μg/L), excediendo el estándar europeo de calidad ambiental (EQS) de 0.1 μg/L establecido
por Directiva 2020/2184/UE. El modelo SWAT, calibrado satisfactoriamente (R²=0.63,
NSE=0.50, PBIAS=21.6% para cobre; R²=0.78, NSE=0.57, PBIAS=6.8% para glifosato), predijo
concentraciones ambientales (PEC) de 0-245 μg/L para cobre y 0-8.5 μg/L para glifosato. Los
parámetros críticos de calibración fueron el coeficiente de adsorción al carbono orgánico del suelo
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 13
(SKOC), eficiencia de aplicación (AP_EF), coeficiente de percolación (PERCOP) y coeficiente
de reacción en sedimentos (SEDPST_REA). La evaluación ecotoxicológica mediante relación
Toxicidad – Exposición (TER) reveló riesgo crónico para cobre (TER<10) en múltiples tramos
fluviales durante noviembre – enero, coincidiendo con aplicaciones y escorrentía superficial
elevada. El glifosato presentó riesgo agudo (TER<100) para organismos bentónicos en marzo –
abril y noviembre, con duración típica < 24 horas, demostrando rápida disipación post –
aplicación y relación directa entre picos de concentración y eventos pluviométricos.
Tabla 1
Comparación de Técnicas Analíticas para Evaluación de Calidad de Aguas de Riego
Técnica
Analítica
Analitos
Determinados
Ventajas Desventajas Costo
Relativo
Cromatografía
Líquida de
Intercambio
Iónico (LIC)
Cationes (Na⁺,
K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺),
Aniones (Cl⁻,
SO₄²⁻)
- Alta precisión (R²
> 0.995)
- RSD < 0.5%
- Alta
sostenibilidad
ambiental (0.82
puntos)
- Selectividad
superior
- Requiere
instrumentación
especializada
- Preparación de
muestras
específica
Alto
Espectrofotome
tría de Emisión
Atómica con
Fotometría de
Llama
Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺,
Na⁺
- Resultados
confiables
- Error de balance
de carga < 5%
- Adecuada para
alcalinos
- Rapidez analítica
- Menor
sostenibilidad
ambiental (0.58
puntos)
- Menor
selectividad vs
métodos
instrumentales
Medio
Métodos
Volumétricos
(Titulación)
CO₃²⁻, HCO₃⁻,
Cl⁻
- Bajo costo
- Determinación
rápida
- No requiere
instrumentación
compleja
- Menor
selectividad
- Baja
sostenibilidad
(0.38-0.48
puntos)
- Mayor
susceptibilidad a
interferencias
Bajo
Método
Gravimétrico
SO₄²⁻ - Alta precisión
- No requiere
calibración
constante
- Bajo costo
operativo
- Tiempo de
análisis
prolongado
- Requiere
mayor cantidad
de muestra
Bajo-Medio
ICP-MS
(Cuadrupolo)
Pb, Cd, Hg, Cr,
elementos traza
- Límites de
detección
ultrasensibles
- Análisis
multielemental
simultáneo
- Amplio rango
dinámico
- Costo inicial
elevado
- Requiere
personal
altamente
capacitado
- Interferencias
espectrales
Muy Alto
(SKOC), eficiencia de aplicación (AP_EF), coeficiente de percolación (PERCOP) y coeficiente
de reacción en sedimentos (SEDPST_REA). La evaluación ecotoxicológica mediante relación
Toxicidad – Exposición (TER) reveló riesgo crónico para cobre (TER<10) en múltiples tramos
fluviales durante noviembre – enero, coincidiendo con aplicaciones y escorrentía superficial
elevada. El glifosato presentó riesgo agudo (TER<100) para organismos bentónicos en marzo –
abril y noviembre, con duración típica < 24 horas, demostrando rápida disipación post –
aplicación y relación directa entre picos de concentración y eventos pluviométricos.
Tabla 1
Comparación de Técnicas Analíticas para Evaluación de Calidad de Aguas de Riego
Técnica
Analítica
Analitos
Determinados
Ventajas Desventajas Costo
Relativo
Cromatografía
Líquida de
Intercambio
Iónico (LIC)
Cationes (Na⁺,
K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺),
Aniones (Cl⁻,
SO₄²⁻)
- Alta precisión (R²
> 0.995)
- RSD < 0.5%
- Alta
sostenibilidad
ambiental (0.82
puntos)
- Selectividad
superior
- Requiere
instrumentación
especializada
- Preparación de
muestras
específica
Alto
Espectrofotome
tría de Emisión
Atómica con
Fotometría de
Llama
Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺,
Na⁺
- Resultados
confiables
- Error de balance
de carga < 5%
- Adecuada para
alcalinos
- Rapidez analítica
- Menor
sostenibilidad
ambiental (0.58
puntos)
- Menor
selectividad vs
métodos
instrumentales
Medio
Métodos
Volumétricos
(Titulación)
CO₃²⁻, HCO₃⁻,
Cl⁻
- Bajo costo
- Determinación
rápida
- No requiere
instrumentación
compleja
- Menor
selectividad
- Baja
sostenibilidad
(0.38-0.48
puntos)
- Mayor
susceptibilidad a
interferencias
Bajo
Método
Gravimétrico
SO₄²⁻ - Alta precisión
- No requiere
calibración
constante
- Bajo costo
operativo
- Tiempo de
análisis
prolongado
- Requiere
mayor cantidad
de muestra
Bajo-Medio
ICP-MS
(Cuadrupolo)
Pb, Cd, Hg, Cr,
elementos traza
- Límites de
detección
ultrasensibles
- Análisis
multielemental
simultáneo
- Amplio rango
dinámico
- Costo inicial
elevado
- Requiere
personal
altamente
capacitado
- Interferencias
espectrales
Muy Alto
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 14
- Cumple
estándares
WHO/EPA
ICP-MS/MS
(Tándem)
As, Pb, Cr, Hg - Reducción
significativa de
interferencias
- Sensibilidad
extremadamente
alta
- Química de
colisión/reacción
efectiva
- Costo muy
elevado
- Complejidad
operacional
- Mantenimiento
especializado
Muy Alto
HR-ICP-MS > 30 elementos
traza
- Precisión superior
- Resolución de
masa alta
- Validación con
CRM
- Demasiado
costoso
- Requiere
infraestructura
avanzada
Muy Alto
MC-ICP-MS Relaciones
isotópicas
(¹¹¹Cd/¹¹⁴Cd,
²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb)
- Identificación de
fuentes de
contaminación
- Diferenciación
geogénica/antropog
énica
- Trazabilidad de
contaminantes
- Costo
prohibitivo
- Aplicación
especializada
- Análisis
prolongado
Extremadam
ente Alto
SPME-GC-
μECD
Plaguicidas
(cyproconazole,
epoxiconazole,
kresoxim-metil,
etc.)
- Bajo consumo de
solventes
- Recuperaciones
90.5-104.2%
- RSD < 7.0%
- Método verde
- Requiere
optimización
por matriz
- Tiempo de
análisis
moderado
Medio-Alto
GC-MS HAPs (16
EPA),
plaguicidas
- Alta selectividad
- Identificación por
m/z
- Confirmación
estructural
- Separación 34.75
min
- Limitado a
compuestos
volátiles
- Derivatización
necesaria para
algunos analitos
Alto
HPLC-DAD-
FLD
HAPs,
compuestos
polares
- Análisis rápido
(22.50 min)
- Compuestos
termolábiles
- Múltiples
detectores
- Posibles falsos
positivos
- Co-elución de
compuestos
fluorescentes
- Menor
selectividad vs
GC-MS
Alto
LC-MS/MS Productos
farmacéuticos,
disruptores
endocrinos,
contaminantes
emergentes
- Ideal para
compuestos no
volátiles
- Alta sensibilidad
- Análisis dirigido
efectivo
- Efectos matriz
significativos
- Costo elevado
de
mantenimiento
- Bibliotecas
espectrales
limitadas
Muy Alto
- Cumple
estándares
WHO/EPA
ICP-MS/MS
(Tándem)
As, Pb, Cr, Hg - Reducción
significativa de
interferencias
- Sensibilidad
extremadamente
alta
- Química de
colisión/reacción
efectiva
- Costo muy
elevado
- Complejidad
operacional
- Mantenimiento
especializado
Muy Alto
HR-ICP-MS > 30 elementos
traza
- Precisión superior
- Resolución de
masa alta
- Validación con
CRM
- Demasiado
costoso
- Requiere
infraestructura
avanzada
Muy Alto
MC-ICP-MS Relaciones
isotópicas
(¹¹¹Cd/¹¹⁴Cd,
²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb)
- Identificación de
fuentes de
contaminación
- Diferenciación
geogénica/antropog
énica
- Trazabilidad de
contaminantes
- Costo
prohibitivo
- Aplicación
especializada
- Análisis
prolongado
Extremadam
ente Alto
SPME-GC-
μECD
Plaguicidas
(cyproconazole,
epoxiconazole,
kresoxim-metil,
etc.)
- Bajo consumo de
solventes
- Recuperaciones
90.5-104.2%
- RSD < 7.0%
- Método verde
- Requiere
optimización
por matriz
- Tiempo de
análisis
moderado
Medio-Alto
GC-MS HAPs (16
EPA),
plaguicidas
- Alta selectividad
- Identificación por
m/z
- Confirmación
estructural
- Separación 34.75
min
- Limitado a
compuestos
volátiles
- Derivatización
necesaria para
algunos analitos
Alto
HPLC-DAD-
FLD
HAPs,
compuestos
polares
- Análisis rápido
(22.50 min)
- Compuestos
termolábiles
- Múltiples
detectores
- Posibles falsos
positivos
- Co-elución de
compuestos
fluorescentes
- Menor
selectividad vs
GC-MS
Alto
LC-MS/MS Productos
farmacéuticos,
disruptores
endocrinos,
contaminantes
emergentes
- Ideal para
compuestos no
volátiles
- Alta sensibilidad
- Análisis dirigido
efectivo
- Efectos matriz
significativos
- Costo elevado
de
mantenimiento
- Bibliotecas
espectrales
limitadas
Muy Alto
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 15
HR-MS
(Orbitrap/TOF)
Contaminantes
emergentes
desconocidos
- Análisis no
dirigido
- Identificación de
productos de
transformación
- Elucidación
estructural
- Demasiado
costoso
- Requiere
bioinformática
avanzada
- Interpretación
compleja
Demasiado
Alto
Fuente: Elaboración propia
Tabla 2
Contaminantes Emergentes en Aguas de Riego: Concentraciones Reportadas y Efectos
Documentados
Contaminante Tipo Concentración
Reportada
Efectos
Documentados
Matriz
Analizada
Epoxiconazole Fungicida 0.51-4.26 μg/L
(agua)
Prevalencia:
65% muestras
Excede LMP
11.6-43.6 veces
- Alta frecuencia de
detección
- Contaminación
multicomponente
- Persistencia en
sistemas arroceros
- 36 muestras de
arroz excedieron
LMR
Agua de riego
arrocero
Cyproconazole Fungicida 0.51-4.26 μg/L - Co-ocurrencia
con otros
plaguicidas
- Excede límite
máximo permitido
Agua de riego
arrocero
Kresoxim-
metil
Fungicida Detectado en
58-65%
muestras
- Persistencia en
aguas superficiales
- Contaminación
sistemática
Agua de riego
arrocero
Propiconazole Fungicida Detectado en
muestras
positivas
- Frecuencia de
ocurrencia 86%
- Riesgo de
bioacumulación
Agua de riego
arrocero
Azoxystrobin Fungicida Detectado en
sistema
arrocero
- Contaminación
multiresiduo
- Impacto en
calidad de agua
Agua de riego
arrocero
Deltametrina Insecticida Detectado en
muestras
- Toxicidad para
organismos
acuáticos
- Persistencia
ambiental
Agua de riego
arrocero
Glifosato Herbicida Mediana: 0.29
μg/L
Máximo: 0.42
μg/L
Detectado en 8
muestras
- Excede estándar
europeo
- Riesgo agudo
(TER<100) para
bentónicos
- Picos
relacionados con
eventos
pluviométricos
Agua
superficial de
riego
HR-MS
(Orbitrap/TOF)
Contaminantes
emergentes
desconocidos
- Análisis no
dirigido
- Identificación de
productos de
transformación
- Elucidación
estructural
- Demasiado
costoso
- Requiere
bioinformática
avanzada
- Interpretación
compleja
Demasiado
Alto
Fuente: Elaboración propia
Tabla 2
Contaminantes Emergentes en Aguas de Riego: Concentraciones Reportadas y Efectos
Documentados
Contaminante Tipo Concentración
Reportada
Efectos
Documentados
Matriz
Analizada
Epoxiconazole Fungicida 0.51-4.26 μg/L
(agua)
Prevalencia:
65% muestras
Excede LMP
11.6-43.6 veces
- Alta frecuencia de
detección
- Contaminación
multicomponente
- Persistencia en
sistemas arroceros
- 36 muestras de
arroz excedieron
LMR
Agua de riego
arrocero
Cyproconazole Fungicida 0.51-4.26 μg/L - Co-ocurrencia
con otros
plaguicidas
- Excede límite
máximo permitido
Agua de riego
arrocero
Kresoxim-
metil
Fungicida Detectado en
58-65%
muestras
- Persistencia en
aguas superficiales
- Contaminación
sistemática
Agua de riego
arrocero
Propiconazole Fungicida Detectado en
muestras
positivas
- Frecuencia de
ocurrencia 86%
- Riesgo de
bioacumulación
Agua de riego
arrocero
Azoxystrobin Fungicida Detectado en
sistema
arrocero
- Contaminación
multiresiduo
- Impacto en
calidad de agua
Agua de riego
arrocero
Deltametrina Insecticida Detectado en
muestras
- Toxicidad para
organismos
acuáticos
- Persistencia
ambiental
Agua de riego
arrocero
Glifosato Herbicida Mediana: 0.29
μg/L
Máximo: 0.42
μg/L
Detectado en 8
muestras
- Excede estándar
europeo
- Riesgo agudo
(TER<100) para
bentónicos
- Picos
relacionados con
eventos
pluviométricos
Agua
superficial de
riego
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 16
- Rápida disipación
(<24 h post-
aplicación)
Cobre (Cu) Metal pesado /
Fungicida
Mediana: 2.1
μg/L
Máximo: 6.2
μg/L
PEC: 0-245
μg/L (modelo
SWAT)
- Riesgo crónico
(TER<10)
noviembre-enero
- Detectado en
todas las muestras
- Persistencia y
movilidad elevadas
- Relación con
escorrentía
superficial
Agua
superficial de
riego
Cadmio (Cd) Metal pesado 0.26±0.06
mg/kg (suelo)
Excede
referencia 2.03-
5.39 veces
- Contaminación
moderada (Igeo:
0.44-1.85)
- 58.33% sitios
moderadamente
contaminados
- Fuentes: agrícolas
(29.97%),
industriales
(18.39%), riego
residual (28.17%)
Suelo bajo
riego con
aguas
residuales
Plomo (Pb) Metal pesado 29.92±2.90
mg/kg (suelo)
Excede
referencia 1.18-
1.77 veces
- Igeo: -0.34 a 0.24
- 25% sitios
moderadamente
contaminados
- Fuentes mixtas
identificadas
isotópicamente
- Contribución
transporte/riego
residual
significativa
Suelo bajo
riego con
aguas
residuales
Arsénico (As) Metaloide 0.20-7.39 μg/L - Variabilidad
significativa en
agua potable
- Interferencias
espectrales
(⁴⁰Ar³⁵Cl)
- Requiere
preconcentración
analítica
Agua potable
(aplicable a
riego)
Mercurio (Hg) Metal pesado Límites
detección
reportados
- Alta toxicidad
según especiación
(metilmercurio)
- Biodisponibilidad
variable según pH
y materia orgánica
Aguas diversas
Cromo (Cr) Metal pesado Límites
detección
reportados
- Toxicidad
variable según
especie química
Aguas diversas
- Rápida disipación
(<24 h post-
aplicación)
Cobre (Cu) Metal pesado /
Fungicida
Mediana: 2.1
μg/L
Máximo: 6.2
μg/L
PEC: 0-245
μg/L (modelo
SWAT)
- Riesgo crónico
(TER<10)
noviembre-enero
- Detectado en
todas las muestras
- Persistencia y
movilidad elevadas
- Relación con
escorrentía
superficial
Agua
superficial de
riego
Cadmio (Cd) Metal pesado 0.26±0.06
mg/kg (suelo)
Excede
referencia 2.03-
5.39 veces
- Contaminación
moderada (Igeo:
0.44-1.85)
- 58.33% sitios
moderadamente
contaminados
- Fuentes: agrícolas
(29.97%),
industriales
(18.39%), riego
residual (28.17%)
Suelo bajo
riego con
aguas
residuales
Plomo (Pb) Metal pesado 29.92±2.90
mg/kg (suelo)
Excede
referencia 1.18-
1.77 veces
- Igeo: -0.34 a 0.24
- 25% sitios
moderadamente
contaminados
- Fuentes mixtas
identificadas
isotópicamente
- Contribución
transporte/riego
residual
significativa
Suelo bajo
riego con
aguas
residuales
Arsénico (As) Metaloide 0.20-7.39 μg/L - Variabilidad
significativa en
agua potable
- Interferencias
espectrales
(⁴⁰Ar³⁵Cl)
- Requiere
preconcentración
analítica
Agua potable
(aplicable a
riego)
Mercurio (Hg) Metal pesado Límites
detección
reportados
- Alta toxicidad
según especiación
(metilmercurio)
- Biodisponibilidad
variable según pH
y materia orgánica
Aguas diversas
Cromo (Cr) Metal pesado Límites
detección
reportados
- Toxicidad
variable según
especie química
Aguas diversas
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 17
- Cr⁶⁺ altamente
tóxico vs Cr³⁺
esencial
- Requiere análisis
de especiación
HAPs (16
EPA)
Hidrocarburos
aromáticos
policíclicos
Fase disuelta:
0.0098-0.50
μg/L
Fase
particulada:
0.043-0.93 μg/g
(BbF, BkF,
BgP, DBA)
- Diferenciación
por peso molecular
- HAPs alto PM en
particulados
- HAPs bajo PM en
fase disuelta
- Riesgo
carcinogénico
Aguas de
lavado de
túneles
(aplicable a
riego
contaminado)
Bisfenol A
(BPA)
Disruptor
endocrino
LOD: 1.13-5.45
ng/L
- Alteración
sistema endocrino
- Persistencia en
matrices acuosas
- Contaminante
emergente
prioritario
Matrices
acuosas
complejas
Triclosan Antimicrobiano LOD: 1.13-5.45
ng/L
- Bioacumulación
- Resistencia
antimicrobiana
- Efectos en
ecosistemas
acuáticos
Matrices
acuosas
Fuente: Elaboración propia
DISCUSIÓN
A partir del análisis de los estudios revisados se identificó que, en su mayoría, coinciden
en que la presencia de contaminantes emergentes y tensoactivos en aguas de riego es un problema
cada vez más frecuente en los sistemas agrícolas de América Latina y otras regiones con fuerte
actividad agroindustrial. La literatura consultada destaca que fármacos, pesticidas y surfactantes
son compuestos con más prevalencia y concentraciones que oscilan entre microgramos y
nanogramos por litro. A pesar de que estos niveles son bajos, su persistencia en campos de cultivo
puede generar efectos acumulativos sobre el suelo y las plantas.
El estudio propuesto por (Munitz et al., 2022) habría de confirmar esta problemática en
cultivos arroceros, donde la fuente de riego es lo más importante, en los cuales se identificaron
seis plaguicidas diferentes en un 86% de sus plantaciones que excedieron el límite máximo
permitido.
Se señala que la técnica LC-MS/MS es la más eficiente para identificar y cuantificar
contaminantes orgánicos polares, debido a su alta sensibilidad y precisión. Como se describió
previamente esta técnica permite detectar simultáneamente más de 50 compuestos diferentes en
una sola corrida analítica. En cambio, la GC-MS resulta más adecuada para compuestos volátiles
o semivolátiles, como solventes y pesticidas persistentes. Paralelamente, la ICP-MS es utilizada
- Cr⁶⁺ altamente
tóxico vs Cr³⁺
esencial
- Requiere análisis
de especiación
HAPs (16
EPA)
Hidrocarburos
aromáticos
policíclicos
Fase disuelta:
0.0098-0.50
μg/L
Fase
particulada:
0.043-0.93 μg/g
(BbF, BkF,
BgP, DBA)
- Diferenciación
por peso molecular
- HAPs alto PM en
particulados
- HAPs bajo PM en
fase disuelta
- Riesgo
carcinogénico
Aguas de
lavado de
túneles
(aplicable a
riego
contaminado)
Bisfenol A
(BPA)
Disruptor
endocrino
LOD: 1.13-5.45
ng/L
- Alteración
sistema endocrino
- Persistencia en
matrices acuosas
- Contaminante
emergente
prioritario
Matrices
acuosas
complejas
Triclosan Antimicrobiano LOD: 1.13-5.45
ng/L
- Bioacumulación
- Resistencia
antimicrobiana
- Efectos en
ecosistemas
acuáticos
Matrices
acuosas
Fuente: Elaboración propia
DISCUSIÓN
A partir del análisis de los estudios revisados se identificó que, en su mayoría, coinciden
en que la presencia de contaminantes emergentes y tensoactivos en aguas de riego es un problema
cada vez más frecuente en los sistemas agrícolas de América Latina y otras regiones con fuerte
actividad agroindustrial. La literatura consultada destaca que fármacos, pesticidas y surfactantes
son compuestos con más prevalencia y concentraciones que oscilan entre microgramos y
nanogramos por litro. A pesar de que estos niveles son bajos, su persistencia en campos de cultivo
puede generar efectos acumulativos sobre el suelo y las plantas.
El estudio propuesto por (Munitz et al., 2022) habría de confirmar esta problemática en
cultivos arroceros, donde la fuente de riego es lo más importante, en los cuales se identificaron
seis plaguicidas diferentes en un 86% de sus plantaciones que excedieron el límite máximo
permitido.
Se señala que la técnica LC-MS/MS es la más eficiente para identificar y cuantificar
contaminantes orgánicos polares, debido a su alta sensibilidad y precisión. Como se describió
previamente esta técnica permite detectar simultáneamente más de 50 compuestos diferentes en
una sola corrida analítica. En cambio, la GC-MS resulta más adecuada para compuestos volátiles
o semivolátiles, como solventes y pesticidas persistentes. Paralelamente, la ICP-MS es utilizada
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para determinar la concentración de metales pesados (cadmio, plomo, arsénico) que pueden
provenir de fertilizantes o descargas industriales.
En laboratorios universitarios o rurales, los métodos MBAS y TOC se presentan como
alternativas prácticas y económicas. El primero permite detectar tensoactivos aniónicos, mientras
que el segundo ofrece una visión general de la carga orgánica del agua. Sin embargo, la evidencia
científica manifiesta que incluso las técnicas analíticas convencionales pueden proporcionar
información importante para el agricultor sin necesidad de recurrir a metodología con inversión
excesiva. Así sabemos que la cromatografía liquida usada por (Biedunkova & Kuznietsov, 2025)
demostró alta precisión analítica con coeficientes de determinación superiores para todos los iones
con una desviación estándar menor al 0.5% alcanzo sostenibilidad ambiental comparada con el
método de fotometría de llama y titulación.
Los resultados analizados en las distintas fuentes consultadas demuestran que la presencia
de contaminantes emergentes y tensoactivos en aguas de riego es una problemática creciente en
la agricultura moderna. Estos compuestos, provenientes de actividades domésticas, industriales y
agrícolas, pueden alterar las propiedades físico-químicas del suelo, reducir la fertilidad y afectar
la productividad de los cultivos. Si bien las técnicas instrumentales como LC-MS/MS, GC-MS e
ICP-MS ofrecen alta sensibilidad y precisión, su uso en laboratorios rurales es limitado por el
costo y la necesidad de personal capacitado. En este sentido, los métodos simples como MBAS o
TOC se mantienen como alternativas accesibles para el monitoreo básico, permitiendo a las
instituciones educativas y agrícolas realizar controles de calidad sin depender de equipos
especializados.
La revisión bibliográfica también evidencia la necesidad de fortalecer la gestión del recurso
hídrico a través del uso combinado de métodos analíticos y prácticas agronómicas sostenibles. La
aplicación de humedales artificiales, filtros de carbón activado y la reutilización controlada de
aguas residuales tratadas se presentan como opciones viables para reducir la carga contaminante.
Además, se destaca la importancia de implementar políticas locales de monitoreo continuo y
capacitación técnica, que garanticen la calidad del agua de riego y contribuyan a la sostenibilidad
de los sistemas agrícolas. En conjunto, la química analítica se consolida como una herramienta
clave para preservar los recursos naturales y promover una producción agrícola responsable.
CONCLUSIÓN
El análisis realizado demuestra que la química analítica cumple un papel fundamental en
la evaluación de la calidad del agua destinada al riego agrícola. A través de la revisión de
diferentes estudios se comprobó que las técnicas instrumentales, como la LC-MS/MS, GC-MS e
ICP-MS, permiten detectar contaminantes en concentraciones muy bajas y ofrecen resultados
confiables para la toma de decisiones agronómicas. Sin embargo, su aplicación en laboratorios
rurales aún enfrenta limitaciones por los costos y la necesidad de personal capacitado.
para determinar la concentración de metales pesados (cadmio, plomo, arsénico) que pueden
provenir de fertilizantes o descargas industriales.
En laboratorios universitarios o rurales, los métodos MBAS y TOC se presentan como
alternativas prácticas y económicas. El primero permite detectar tensoactivos aniónicos, mientras
que el segundo ofrece una visión general de la carga orgánica del agua. Sin embargo, la evidencia
científica manifiesta que incluso las técnicas analíticas convencionales pueden proporcionar
información importante para el agricultor sin necesidad de recurrir a metodología con inversión
excesiva. Así sabemos que la cromatografía liquida usada por (Biedunkova & Kuznietsov, 2025)
demostró alta precisión analítica con coeficientes de determinación superiores para todos los iones
con una desviación estándar menor al 0.5% alcanzo sostenibilidad ambiental comparada con el
método de fotometría de llama y titulación.
Los resultados analizados en las distintas fuentes consultadas demuestran que la presencia
de contaminantes emergentes y tensoactivos en aguas de riego es una problemática creciente en
la agricultura moderna. Estos compuestos, provenientes de actividades domésticas, industriales y
agrícolas, pueden alterar las propiedades físico-químicas del suelo, reducir la fertilidad y afectar
la productividad de los cultivos. Si bien las técnicas instrumentales como LC-MS/MS, GC-MS e
ICP-MS ofrecen alta sensibilidad y precisión, su uso en laboratorios rurales es limitado por el
costo y la necesidad de personal capacitado. En este sentido, los métodos simples como MBAS o
TOC se mantienen como alternativas accesibles para el monitoreo básico, permitiendo a las
instituciones educativas y agrícolas realizar controles de calidad sin depender de equipos
especializados.
La revisión bibliográfica también evidencia la necesidad de fortalecer la gestión del recurso
hídrico a través del uso combinado de métodos analíticos y prácticas agronómicas sostenibles. La
aplicación de humedales artificiales, filtros de carbón activado y la reutilización controlada de
aguas residuales tratadas se presentan como opciones viables para reducir la carga contaminante.
Además, se destaca la importancia de implementar políticas locales de monitoreo continuo y
capacitación técnica, que garanticen la calidad del agua de riego y contribuyan a la sostenibilidad
de los sistemas agrícolas. En conjunto, la química analítica se consolida como una herramienta
clave para preservar los recursos naturales y promover una producción agrícola responsable.
CONCLUSIÓN
El análisis realizado demuestra que la química analítica cumple un papel fundamental en
la evaluación de la calidad del agua destinada al riego agrícola. A través de la revisión de
diferentes estudios se comprobó que las técnicas instrumentales, como la LC-MS/MS, GC-MS e
ICP-MS, permiten detectar contaminantes en concentraciones muy bajas y ofrecen resultados
confiables para la toma de decisiones agronómicas. Sin embargo, su aplicación en laboratorios
rurales aún enfrenta limitaciones por los costos y la necesidad de personal capacitado.
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Por otro lado, los métodos colorimétricos como MBAS y el análisis de carbono orgánico
total representan una alternativa viable para los laboratorios universitarios o de campo, ya que
permiten un control básico de la calidad del agua sin requerir equipamiento costoso. La revisión
también evidencia que los contaminantes emergentes y los tensoactivos pueden alterar las
propiedades del suelo y afectar el crecimiento de los cultivos, por lo que su monitoreo debe
integrarse dentro del manejo agrícola sostenible.
En conclusión, combinar las herramientas de la química analítica con prácticas
agronómicas adecuadas permite optimizar el uso del recurso hídrico, proteger la productividad de
los suelos y fortalecer la sostenibilidad de la agricultura.
Por otro lado, los métodos colorimétricos como MBAS y el análisis de carbono orgánico
total representan una alternativa viable para los laboratorios universitarios o de campo, ya que
permiten un control básico de la calidad del agua sin requerir equipamiento costoso. La revisión
también evidencia que los contaminantes emergentes y los tensoactivos pueden alterar las
propiedades del suelo y afectar el crecimiento de los cultivos, por lo que su monitoreo debe
integrarse dentro del manejo agrícola sostenible.
En conclusión, combinar las herramientas de la química analítica con prácticas
agronómicas adecuadas permite optimizar el uso del recurso hídrico, proteger la productividad de
los suelos y fortalecer la sostenibilidad de la agricultura.
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