Arsénico Alumno: Pablo Adrián Paruzzolo Profesora: Valeria Saicha Materia: Calidad de Agua Superficiales y Subterráneas Año:2020 Arsénico El arsénico es un elemento químico de la tabla periódica que pertenece al grupo de los metaloides, también llamados semimetales; se puede encontrar de diversas formas, aunque raramente se encuentra en estado sólido. En la tabla periódica se encuentra representado por el símbolo As y su número atómico es 33 (Figura1). Figura 1. Ubicación del As en la tabla periódica El arsénico ha tenido a lo largo del tiempo, una repercusión muy importante en la salud. En la antigüedad fue usado como veneno, pero hoy en día es un elemento contaminante al que se expone gran parte de la población mundial mediante el consumo de agua como consecuencia de que esta sustancia se encuentra por encima de sus límites aceptables. El arsénico tiene la capacidad de formar compuestos inorgánicos y orgánicos además de presentarse en varios estados de oxidación: como semimetálico (As0) o en forma de iones As+5, As+3 y As -3. Es por eso que puede funcionar como un metal, por ejemplo formando sulfuro de arsénico y como metaloide al formar arseniuros. Además de su forma elemental, el átomo de arsénico puede presentar estados de oxidación pentavalente y también, compuestos trivalentes que son solubles y muy tóxicos. El As más abundante se encuentra en estado pentavalente, ya que es la forma más estable en condiciones ambientales normales y la forma más tóxica de este metaloide es en su estado trivalente, debido a que logra absorberse entre un 70% y 90% por vía intestinal. La movilidad del arsénico en el agua dependerá de las condiciones de óxido-reducción y el pH del agua. En un medio oxidante (es el que prevalece en el agua subterránea freática) su estado de oxidación es pentavalente, favoreciendo la disolución de flúor, boro, selenio y uranio. Bajo condiciones reductoras, el arsénico se vuelve trivalente, su forma más tóxica, formando el radical AsH3O3. Fuentes naturales de arsénico Ocurrencia mundial La presencia de arsénico en el agua es un problema mundial con alto impacto en las regiones más pobres y más de 226 millones de personas expuestas Globalmente, 120 países están afectados por la presencia de As en sus aguas subterráneas. Entre ellos, los que han sufrido los mayores impactos en la salud son los países del sudeste asiático: Bangladesh, India, Myanmar, Vietnam, Taiwán, y Argentina. Las concentraciones de As varían significativamente dependiendo de las características rédox del agua subterránea, así como de las características litológicas de los lechos de roca y los sedimentos del acuífero. Los recursos naturales de agua – superficiales y subterráneos – se ven afectados por el ciclo geoquímico del As debido a las interacciones del agua con rocas, sedimentos y suelos, y por las emisiones de fuentes volcánicas y geotérmicas. Argentina La mayoría de los acuíferos que poseen altas concentraciones de As se originan a partir de procesos geoquímicos naturales. A diferencia de lo que sucede cuando la contaminación es producto de actividades humanas donde la problemática es de carácter localizado, las concentraciones elevadas de As de origen natural afectan a grandes áreas. Por lo general, los casos de presencia de As en agua subterránea en el mundo están relacionados con diferentes ambientes geológicos: formaciones volcánicas, formaciones volcanosedimentarias, distritos mineros, sistemas hidrotermales, cuencas aluviales terciarias y cuaternarias. La presencia de As de manera natural en el agua subterránea está principalmente determinada por la fuente primaria de As (geósfera y atmósfera), los procesos de movilización y retención de As en la interacción fase sólida/fase líquida y el transporte de As en el agua. Las aguas subterráneas que contienen mayores concentraciones de arsénico son aquellas que tienen un pH muy alto. El origen del arsénico en las aguas subterráneas de la Argentina se atribuye a la actividad volcánica ocurrida en la cordillera de los Andes durante el Cuaternario. Provincia de Buenos Aires La presencia de As en agua de la provincia de Buenos Aires está relacionada particularmente (pero no exclusivamente) con el acuífero Pampeano, localizado en una gran área de la llanura Pampeana. Este acuífero es la principal fuente de agua subterránea de la región con contenidos de As de 0,13 mg/L (sur de Santa Fe), 0,1-0,3 mg/L (costa atlántica) y 0,04-0,5 mg/L (La Pampa). Afortunadamente, la parte norte de la provincia de Buenos Aires se abastece del acuífero Puelche, que tiene una mejor calidad de agua (As < 0,01 mg/L; F < 1,5 mg/L), aunque se registra exceso de nitrato ocasionalmente proveniente de cloacas domiciliarias, disposición de residuos o agroquímicos. Los efectos del arsénico sobre la salud humana - hidroarsenicismo. El arsénico en el organismo puede ocasionar distintos efectos nocivos como, por ejemplo, lesiones cutáneas debido al contacto de la piel con la sustancia que contiene arsénico, principalmente en las partes descubiertas y más expuestas, pudiendo en algunas ocasiones, generar pus. Se producen escaras, de un tono negro, secas y duras. Estas lastimaduras se deben a la pérdida de las sustancias de la piel, causado por el efecto mortificante del arsénico. Si se continua en contacto con el arsénico, comienza a aparecer hiperqueratosis, unas callosidades verrugosas, principalmente en las palmas de las manos y pies. La capa cornea del ojo se comienza a espesar, toma un color amarillento. En el resto del cuerpo comienzan a aparecer unas formaciones de piel, negruzcas denominadas “cuernos” de unos 3 mm de 27 diámetro aproximadamente. Es muy común detectar la enfermedad de Bowen (forma temprana de cáncer escamocelular) en las personas expuestas a esta contaminación. La contaminación continúa con el atrofiamiento de la piel afectada, comienzan a caerse las uñas y el pelo, junto a estrías gris mate de 1 a 5 mm de ancho. Como cuarto estadío de la contaminación, se produce melanodermia de aspecto gris azulado por todo el cuerpo. Si la exposición es a arsenicales solubles, es decir a sustancias liquidas que contienen este metaloide, se produce irritación de las mucosas, conjuntivitis, faringitis y aumenta la secreción de la mucosa nasal, pudiéndose presentar sangre. Si la exposición continúa durante algunos meses, el tabique va afinándose y haciéndose cada vez más transparente hasta perforarse. Comienzan a aparecer lesiones neurológicas: polineuritis. Esta lesión se debe, al bloqueo del metabolismo intermediario de los glúcidos y lípidos, en la que la ausencia de aneurina impide la decarboxilación catabólica del ácido pirúvico. Se inicia con parestesias en las extremidades, debilidad muscular, preferentemente en las extremidades por las inferiores, extendiéndose a los músculos extensores. Pueden comenzar a presentarse sacudidas álgicas e involuntarias en uno o varios grupos musculares y contracciones espasmódicas que dificultan la marcha. La parestesia puede llegar a parálisis. Continúa afectando al sistema nervioso, generando encefalopatías que se manifiestan por postración, delirios, parálisis, que pueden causar la muerte. Progresivamente va generando anemia, anorexia, cansancio, disminución de las funciones sexuales y mentales, insuficiencia hepática y renal, neumonitis, infertilidad, alopecia, cirrosis, etc. Como última la ingestión de arsénico termina en cáncer de diferentes órganos: pulmón, vejiga, hígado, riñón, hematopoyético, próstata y generalmente, cutáneo. El arsénico más cancerígeno es cuando está como elemento trivalente. Los Límites Legales del Arsénico en el Agua de Consumo. Código Alimentario Argentino - Niveles guía nacionales de calidad de agua: El código alimentario argentino establece, en su artículo 982, el límite máximo de arsénico en agua potable entendiendo a ésta como aquella que es apta para la alimentación y uso doméstico y no deberá contener sustancias o cuerpos extraños de origen biológico, orgánico, inorgánico o radiactivo en tenores tales que la hagan peligrosa para la salud., además, deberá presentar sabor agradable y ser prácticamente incolora, inodora, límpida y transparente. En lo que respecta al arsénico actualmente se establece un valor máximo de 0,01 mg L-1, pero por Resolución Conjunta SPReI N° 34/2012 y SAGyP N° 50/2012 se prorrogó el plazo de cinco (5) años previsto para alcanzar el valor de 0,01 mg L-1 de arsénico (que vencía en 2012) hasta contar con los resultados del estudio “Hidroarsenicismo y Saneamiento Básico en la República Argentina – Estudios básicos para el establecimiento de criterios y prioridades sanitarias en cobertura y calidad de aguas” cuyos términos fueron elaborados por la Subsecretaría de Recursos Hídricos del Ministerio de Planificación Federal. La Asociación Toxicológica Argentina, basado en los organismos internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Agencia Ambiental de EE.UU. (USEPA), en su boletín de Junio de 2007, ordena sustituir el Artículo 982 del Código Alimentario Argentino que establecía un límite de arsénico en agua potable de 0,05 mg L-1 a reducirlo a 0,01 mg L-1, dando un plazo de cinco años (2012) a aquellas regiones del país con suelos de alto contenido de arsénico. Otros niveles guía a nivel internacional: Organización Mundial de la Salud (OMS) El documento Guías para la Calidad del Agua Potable emitido por la OMS, establece como recomendación un valor máximo de arsénico en agua de consumo de 0,01 mg L-1, debido a que considera que es una sustancia química de origen natural cuya presencia en el agua de consumo puede afectar a la salud. Determinación del arsénico: Técnicas analíticas La determinación de As en muestras de aguas busca determinar la concentración total y la de las distintas especies potencialmente presentes. Las técnicas espectrométricas atómicas descriptas emplean diferentes sistemas de medición. Los sistemas que se basan en la transformación del As en AsH3, mediante la generación de hidruros, son los que mejores niveles de detección alcanzan. Entre estos sistemas, la espectrometría de masas inorgánicas (ICP-MS) es la que posee mayor sensibilidad y, si se utiliza la generación de hidruros para la introducción de muestras, la sensibilidad mejora aún más. Si estas técnicas se acoplan con cromatografía, permiten la determinación de las diferentes especies del As. Tecnologías para remover Arsénico En general las tecnologías para remover As dependen de un proceso fisicoquímico básico que puede aplicarse solo, de manera simultánea o en secuencia: oxidación/reducción, coagulación, filtración, precipitación, adsorción e intercambio iónico, separación sólida/líquido, exclusión física, tecnologías de membrana, métodos biológicos, etc. No hay una regla para elegir las tecnologías de remoción, sobre todo cuando el agua para consumo humano proviene de una fuente de subterránea, y pueden ser apropiados diferentes enfoques para distintos casos. A continuación, muestra una clasificación de las metodologías para remediación de arsénico en agua: 1. Adsorción > Alúmina activada > Sorbentes basados en hierro y nanomateriales > Materiales geológicos 2. Oxidación y reducción > Oxidación/reducción fotoquímica > Oxidación in situ 3. Precipitación > Remoción con Fe/Mn 4. Coagulación–filtración 5. Intercambio iónico 6. Ablandamiento con cal 7. Filtración por membrana > Ósmosis inversa > Nano-/Ultra-/Microfiltración > Electrodiálisis 8. Biorremediación > Biosorbentes > Oxidación biológica 9. Sustitución de la fuente > Agua subterránea con menor contenido de As > Agua superficial tratada > Agua de lluvia Si bien hay muchos métodos para remover el Arsenico del agua no se puede perder de vista los siguientes aspectos: ser accesibles ser económicamente adecuados a la población en la cual se va a aplicar ser ambientalmente amigables estar adaptados a las prácticas culturales, tradiciones y las reglas de la población que puedan ser apropiados por la población con la menor alteración de sus usos y costumbres ser convenientes para todas las especies químicas de As. que tengan en cuenta la dependencia de la matriz del agua en cuanto a su composición biológica y química (microorganismos, salinidad, dureza, interferencias tales como silicatos, fosfatos, sulfitos, cloruros, bicarbonatos, etc.) ser de fácil manipulación y facilitar la disposición final de los residuos generados ser una tecnología robusta Bibliografía Arsénico en agua. RSA-CONICET Julio 2018 Arsénico en el agua de consumo: riesgo y percepción del riesgo en Las Flores, Provincia de Buenos Aires. Director: Dr. Fabio Peluso Tesista: Fernanda Mertens. 2018 Código Alimentario Argentino. Capitulo XII BEBIDAS HÍDRICAS, AGUA Y AGUA GASIFICADA. Artículo 982 - (Resolución Conjunta SRYGR y SAB N° 34/2019) Informe: Arsénico en el Agua Potable. Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados Subgerencia de Ambiente, Investigación y Desarrollo. Ing. Hernán Villalobos S. Ing. Jorge Hidalgo M.. 2011
