Determinación de plomo en zonas mineras de Zacatecas

Cambio Climático y Desarrollo Sustentable Determinación de plomo en zonas mineras de Zacatecas Claudia H. Maldonado T.1 Alejandra Moreno G.1 J. Jesús Muñoz E.1 Rosa Gabriela Reveles H.1 Mirna Z. Maldonado T.1 Elsa G. Chávez G.2 Socorro Arteaga3 1Universidad Autónoma de Zacatecas 2Universidad Autónoma de Nuevo León 3Community College of Texas, El Paso E–mail: [email protected] RESUMEN Los metales pesados son un tema de actualidad, pues los daños que causan son severos, ausentes de síntomas. Por tal motivo es importante que las autoridades ambientales y de salud minimicen la exposición de la población, en particular la población infantil. Existe un problema a la exposición del plomo (Pb) que tiene consecuencias adversas para la salud. Dicho problema no se ha atendido como se debiera (10). Al respecto, en Estados Unidos reconocieron envenenamiento por Pb en niños en los años 70 (epidemia silenciosa). En recientes fechas ha llamado la atención, a nivel internacional y nacional, el envenenamiento por metales pesados en población infantil provocado por Pb, Cd y As. Dichos metales provienen de actividades de minería, manufactura industrial y quema de combustibles fósiles debido a sus propiedades físicas y químicas. El Pb no se degrada, se acumula en la naturaleza. En Zacatecas, estado fundado por su riqueza minera, hoy se considera esa actividad económicamente sustentable. La producción de Pb a nivel nacional ocupa el segundo lugar, con 31.2 por ciento de la producción de zinc y cobre, cuyo proceso de extracción incluye emisiones con Pb. 1
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable en Zacatecas pocas minas cuentan con tecnología suficiente para minimizar la emisión y exposición a dicho mineral. Las minas se encuentran aledañas a las ciudades, por lo que predisponen problemas de salud graves entre los habitantes. Sin embargo, el Pb ingresa al organismo vía digestiva, por lo que el riesgo más frecuente (10 por ciento se absorbe) es la vía respiratoria, y el de menor frecuencia, el directo (40 por ciento). El plomo produce intoxicación aguda o acumulativa crónica en dientes, huesos y el sistema hematopoyético; se le asocia a alteraciones en el desarrollo del SNC. El objetivo de la investigación es determinar la cantidad de plomo en Vetagrande mediante la técnica de espectrofotometría de absorción atómica. Para tal efecto el estudio se realizó en dos lugares: a) Zona minera de Vetagrande, ubicada en la región central de los valles del estado, a 6 km. en línea recta al noreste de Zacatecas y 2,600 msnm. b) Calera, sitio control del estudio donde se recopilaron las muestras de cinco sitios diferentes con cinco repeticiones de la muestras de tierra de ambos lugares. En el análisis se encontró 3,847.125 ppm. en las muestras de la zona minera de Vetagrande, mientras que en Calera no se encontró Pb. En suma, los resultados de Vetagrande están por encima de lo permitido en la NOM, en tanto que los resultados de Calera son negativos, ya que fue el grupo control del estudio. Palabras clave: plomo, minería, Zacatecas. INTRODUCCIÓN El Departamento de Salud de Texas, en Estados Unidos, señala que los efectos del plomo en la salud de los niños son: muerte, encefalopatía, nefropatía, anemia franca, cólico, producción de hemoglobina, metabolismo de vitamina D, velocidad 2
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable de conducción nerviosa, protoporfirina de los eritrocitos, toxicidad del desarrollo, coeficiente intelectual, audición y crecimiento. La Organización Mundial de Salud (OMS) estima que entre 15 y 18 millones de niños en países en desarrollo sufren de daño cerebral permanente por el envenenamiento de dicho mineral. Cientos de millones de niños y mujeres embarazadas están expuestos a niveles elevados del Pb en esos países. Los niños de 2 y 3 años de edad representan el grupo de mayor riesgo, al estar expuestos a suelo contaminado por plomo, pues reportan en sangre niveles elevados (6). En México varios investigadores han atendido el grave problema del envenenamiento por plomo. Entre los grupos de mexicanos en riesgo destaca la población que usa utensilios de cocina de barro vidriado, ciudades donde la contaminación atmosférica es intensa, en especial la provocada por el uso de combustibles con aditivos basados en plomo, trabajadores de diversas industrias, como las minas, fábricas de baterías, pigmentos; población que vive en la cercanía de minas, fundidoras y otras industrias que procesan el Plomo, además de consumidores de alimentos enlatados (2, 6). Por su parte, Díaz–Barriga (1995) y colaboradores descubrieron el papel que juegan el plomo, cadmio y arsénico. Además, señalan la existencia de casos graves de contaminación y la ausencia de estudios sobre el impacto en la salud de los mexicanos. En nuestro país llama la atención el envenenamiento por metales pesados entre la población infantil de Torreón, Coahuila, en el Norte–Centro de México, provocado por plomo, cadmio y arsénico, elementos altamente dañinos para los humanos. En Zacatecas es de importancia el tema de envenenamiento por metales pesados, pues se debe al funcionamiento de las minas adyacentes al estado, situadas en el centro de la ciudad de Vetagrande y en los municipios de Fresnillo, Villa de Cos, Mazapil, Concepción del Oro y Zacatecas (6). El envenenamiento por 3
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable metales tóxicos no es un problema exclusivo de Zacatecas, sino del país y del mundo, aunque la contaminación se presenta por diversas causas (4). A continuación se describen tres elementos de nuestro interés por sus efectos sobre la salud. Plomo (Pb) Es un metal pesado, azuloso, suave, maleable, usado en varios procesos industriales. Existe de forma natural en la corteza terrestre, de donde es extraído y procesado para usos diversos. Cuando es ingerido, inhalado o absorbido por la piel, resulta tóxico para los seres vivos en general. Se sospecha que es tóxico para los sistemas endocrino, cardiovascular, respiratorio, inmunológico, neurológico, gastrointestinal, y puede afectar piel y riñones. No es biodegradable, persiste en suelo, aire, agua y en los hogares. No desaparece, sino que se acumula en sitios en los que se deposita, además de que puede envenenar a generaciones de niños y adultos a menos que sea retirado (10). La intoxicación crónica por plomo se llama Saturnismo, para su diagnóstico se recurre a cuatro pilares: fuente intoxicante, clínica toxicológica, análisis de laboratorio y criterio de absorción. El plomo ingresa al organismo por varias vías, en especial por la oral. Así, con 1 mg. diario durante 15 días aparecen glóbulos rojos punteados. Una persona absorbe diariamente 50 por ciento de la dosis necesaria para producir síntomas perceptibles, pero el margen de seguridad es estrecho, la cantidad de plomo se deposita en los huesos y otros puntos, como trifosfato plúmbico (en lugar de trifosfato cálcico), lo que aumenta la contaminación sin que por ello tenga manifestaciones clínicas. El enfermo que tiene una cantidad considerable de plomo en su organismo está «contaminado», pero no está «intoxicado». Esta etapa es fundamental para el 4
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable diagnóstico preventivo de otra fase grave llamada «presaturnismo», caracterizada por la absorción abundante o por un proceso intercurrente, pues el Plomo es rápidamente removido de sus depósitos e ingresa al torrente circulatorio, lo que desencadena síntomas típicos de intoxicación (10). La exposición al plomo en niveles bajos afecta a niños y adultos, interfiere en el desarrollo del sistema neurológico, causa crecimiento retardado, anemias, impide la formación de moléculas que transportan oxígeno, además de problemas digestivos. En casos extremos causa convulsiones, colapsos e incluso la muerte. La exposición en cantidades pequeñas provoca a largo plazo daños medibles e irreversibles en niños, aun cuando éstos no muestren síntomas particulares (2). Una concentración de 7 mg. de plomo por decilitro de sangre (μg/dL) causa daños irreversibles en el sistema neurológico de los infantes. Existen estudios que relacionan una baja de 5.8 puntos en pruebas de cociente intelectual (en las que 100 sería la habilidad de la mayoría de los niños), por cada 10 mg. por decilitro en la sangre de un niño. El límite máximo permisible de plomo en la sangre de un menor, según la NOM promulgada en junio 2002, es de 10 μg/dL. Es importante resaltar que este nivel no es seguro ni normal, pero no es deseable. Sin embargo, no se ha identificado un umbral a partir del cual se presenten los efectos dañinos del plomo. En ese contexto, la Academia Americana de Pediatría recomienda como nivel deseable de plomo en la sangre de los niños la cantidad de cero, pues no existe un nivel que pueda ser considerado normal. En los adultos la exposición a niveles sumamente bajos de plomo causa enfermedades renales, afecta la fertilidad y provoca alta presión arterial (hipertensión), lo que contribuye a que mueran miles de personas cada año, en particular personas entre 35 y 50 años (8, 9). Los síntomas de la exposición en mujeres en edad reproductiva son parto prematuro, bajo peso del producto al nacer, problemas de desarrollo y aprendizaje 5
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable 10 a 15 μg/dL, coeficientes intelectuales (IQ) reducidos 25 μg/dL, reflejos más lentos 30 μg/dL, disminución de glóbulos rojos en la sangre 40 μg/dL, problemas nerviosos, anemia, cólicos 70 μg/dL, problemas estomacales y renales 90 μg/dL, además de problemas cerebrales 100 μg/dL. Tales efectos sobre la salud inician en los niveles indicados, aunque no todos los niños los sufren (1, 6). Es recomendable vigilar los niveles de plomo en la sangre para valorar la exposición a ese peligroso metal, tener hábitos de higiene estrictos, en particular en los niños, para evitar que el plomo entre por la boca; no fumar, reducir la ingesta de bebidas alcohólicas (el alcohol favorece la absorción del plomo), consumir cereales, frutas y hortalizas de cultivo orgánico; evitar el uso de loza de barro vidriado para cocinar o guardar alimentos con alta acidez. También se sugiere la administración de vitamina D, ingerir alimentos ricos en calcio y hierro (leche, yogurt, frijoles, tortillas, entre otros), que evitan/disminuyen la fijación del plomo en órganos de tejido blanco (3, 7). Arsénico (As) Se encuentra en dos formas comunes, una gris de aspecto metálico y otra no metálica amarillenta. Se emplea en la elaboración de diversos insecticidas. Antes del advenimiento de los antibióticos se utilizaba como medicamento en dosis muy pequeñas para tratar padecimientos como la sífilis. Es tóxico, causa daños al sistema neurológico y cardiovascular, ligado a diversos tipos de cáncer de piel. La intoxicación crónica por arsénico se manifiesta por la aparición de llagas con aspecto leproso. Sin embargo, inhalar arsénico aumenta las posibilidades de desarrollar cáncer pulmonar, incluso una dosis superior a los 65 mg. provoca muerte violenta. 6
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable Los síntomas de intoxicación por arsénico son fatiga, dolores musculares, pérdida del cabello, zumbido de oídos, cicatrización difícil, depresión, laxitud, alucinaciones, visuales, disminución de la producción de glóbulos rojos y blancos, no obstante, la intoxicación crónica puede causar la muerte. Las fuentes de contaminación por As son minas, fundidoras, agua de ciertas regiones, el humo de tabaco, algunos plaguicidas, huevos de gallinas criadas en régimen industrial (se les da arsénico para combatir los parásitos) y mariscos. Para protegerse de los daños se pueden tomar dosis de yodo orgánico, mega dosis de vitamina C y comer germinados (3, 10). Cadmio (Cd) El cuerpo humano no necesita cadmio en ninguna forma, ya que es dañino en dosis pequeñas, al producir osteoporosis, enfisema pulmonar, cáncer de pulmón y de próstata, hipertensión, diversas cardiopatías y retraso en la habilidad verbal de los niños. Se encuentra en suelos contaminados, tuberías antiguas, pinturas y en algunos plásticos. Puede haber exposición al Cd por comer polvo contaminado, usar utensilios de plástico en la alimentación, inhalar humo de tabaco o ingerir agua contaminada. Entre las medidas preventivas contra el envenenamiento están evitar su ingesta, no fumar, incrementar los hábitos de higiene, beber agua purificada para cocinar y lavarse los dientes; no usar utensilios de plástico para preparar, guardar o servir alimentos, evitar mariscos y vísceras acumulan cadmio; evitar que los niños mordisqueen juguetes de plástico, bolígrafos, entre otros objetos. También se recomienda las mega dosis de vitamina C (varios gramos al día), tomar alimentos ricos en bioflavonoides (centeno germinado, polen de abeja), y tomar levadura de cerveza que contiene el complejo B y selenio (1). 7
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable Minería Industria metalúrgica que en la actualidad en nuestro país proporciona empleo directo a 2,158 personas, se traduce en 12.5 millones de pesos mensuales en sueldos. Recibe productos y servicios de 970 proveedores y contratistas, consume materia prima procedente de 134 remitentes mineros de diferentes partes del país. En el rubro de medio ambiente, las compañías mineras afirman tener años de cumplir con la normatividad ambiental vigente en el país, por lo que se sometieron a una Auditoría Ambiental (voluntaria) promovida por la Procuraduría Federal de Protección Ambiental (PROFEPA). Sin embargo la normatividad mexicana suele ser laxa, tiene lagunas y carece de normas. No existe una NOM sobre concentración de metales pesados en el suelo ni sobre emisión de metales pesados a la atmósfera, sólo existe la NOM–043–ECOL–
1993, que establece los límites máximos permisibles para la emisión de partículas suspendidas totales (PST) a la atmósfera. Las PST incluyen a los metales como el plomo, no obstante, dicha norma no aplica en chimeneas y no incluye otras fuentes de emisión. También existe una norma que establece límites máximos a la concentración de Pb en la atmósfera, pero no constituye un nivel máximo de emisiones (10). Objetivo Determinación de metales tóxicos en zonas mineras de Zacatecas por espectrofotometría de absorción atómica. 8
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable METODOLOGÍA El presente estudio es un piloto que se realizó en las periferias de la mina de la comunidad de Vetagrande, ubicada en la región central de los valles del estado de Zacatecas, a 6 km. en línea recta al noreste de Zacatecas y 2600 msnm. También se analizó en la termoeléctrica de Calera durante el periodo agosto–diciembre 2008. La mina de Vetagrande se encuentra en una región semidesértica, con baja precipitación pluvial y vientos de alta velocidad en determinadas temporadas del año. Lo anterior es un factor agravante para que cualquier contaminante se presente en altas concentraciones en el aire, pues no existe una capa vegetal natural que impida que los contaminantes se transporten del suelo al aire. Parámetros de evaluación Se realizó la toma muestra de cinco sitios diferentes con cinco repeticiones de: 1) Mina de Vetagrande, y 2) Termoeléctrica de Calera con control negativo. IMAGEN 1 MINA DE VETAGRANDE IMAGEN 2 TERMOELÉCTRICA DE CALERA Se utilizó el método de espectorofotometría de absorción atómica (5): 9
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable a) Toma de muestra. b) Secado durante 24 hrs a 72º C; y c) Digestión de la muestra. d) Procesamiento de la muestra. e) Análisis de la muestra. 10
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable RESULTADOS Los valores más altos fueron los del plomo, con 3847.125 ppm., y arsénico, con 3847.125 ppm. En la tabla 1 se puede observar la comparación de los dos sitios de muestreo: TABLA 1 SITIOS DE MUESTREO Muestra Pb ppm As ppm Cd ppm Vetagrande Calera 3847.125 10.465 112.847 0 0.947 0 DISCUSIÓN En Zacatecas es importante la producción minera, ya que es un estado inminentemente minero. En la actualidad en nuestro país proporciona empleo directo a 2,158 personas, se traduce en 12.5 millones de pesos mensuales en sueldos. Recibe productos y servicios de 970 proveedores y contratistas, consume materia prima procedente de 134 remitentes mineros de diferentes partes del país. En el rubro de medio ambiente, las compañías mineras afirman tener años de cumplir con la normatividad ambiental vigente en el país, aunque dicha normatividad suele ser laxa, con lagunas y carente de normas. Al respecto, no existe una NOM sobre concentración de metales pesados en el suelo ni sobre emisión de metales pesados a la atmósfera. Existe una norma que establece límites máximos a la concentración de plomo en la atmósfera, pero no constituye un nivel máximo de emisiones (10). Por lo anterior, es importante dar a conocer las concentraciones de Pb que se reportaron con el presente estudio, a fin de evitar la contaminación del medio ambiente hacia la población. Existen 11
Cambio Climático y Desarrollo Sustentable resultados de estudios realizados en niños, en cuya sangre las concentraciones reportadas son superiores a lo permitido por la NOM, por lo que es un problema de salud pública (6). CONCLUSIÓN Los resultados de las muestras correspondientes a la mina de Vetagrande, de Pb con 3847.125 ppm y As con 3847.125 ppm., están por encima los niveles permitidos en la NOM. Tal situación permite determinar que existe un riesgo de salud–
enfermedad, principalmente en los niños de la comunidad de Vetagrande, ya que son los más vulnerables. Sin embargo, los resultados de la Termoeléctrica de Calera fueron negativos, ya que fue el grupo control del estudio. Futuro del proyecto a) Toma de muestra a diferentes distancias de las zonas mineras. b) Toma de muestras de plantas existentes. c) Toma de muestras de humanos. BIBLIOGRAFÍA 1. Castelli, M.; Rossi, B.; Corsetti, A.; Mantovani, G.; Spera, C.; Lubrano, L.; Silvestroni, M.; Patriarca, F.; Chiodo, A., y Menditti, «Levels of cadmium and lead in blood: an application of validated methods in groups of patients with endocrine/metabolic disorders from the Rome area», en Microchemical Journals, volumen 79, 2005, pp. 349–355. 2. Díaz Barriga, M.W.; Tabor, L.; Carrizales, J.; Calderón, L.; Batres, L., y Yañes and Castelo, J., «Measurement of placental levels of Arsenic, Cadmium and Lead as 12
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Cambio Climático y Desarrollo Sustentable 10. Valdés Perezgasga, F., y Cabrera Morelos, V.M., En defensa del ambiente. La contaminación por metales pesados en Torreón, Coahuila, México, Texas Center for Policy Estudies, 1999. 14