By METALES PESADOS PRESENTES EN EL AGUA INTRODUCCION Los metales son materias naturales que (desde la edad de hierro) han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de las civilizaciones. Pueden encontrarse en mayores cantidades en los extractos profundos de los ríos y en menor proporción en la superficie, los mantos acuíferos no contaminados pueden contener cantidades muy pequeñas.
Uno de los mecanismos mediante el cual los metales llegan al ser humano se debe a que las plantas absorben el metal a través de la raíz y a su vez las especies a La peligrosidad de lo qumlca n’ biológicamente degr ermanecer en el 16 to View ntarse de aquellas. yor al no ser s, pueden ambiente durante cientos de años. Además, su concentración en los seres vivos aumenta a medida que son ingeridos por otros, por lo que la ingesta de plantas o animales contaminados puede provocar sintomas de intoxicación.
La actividad humana incrementa el contenido de estos metales en el ambiente en cantidades considerables, siendo esta, sin duda, la causa más frecuente de las concentraciones tóxicas. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL prestado más atención e iniciado medidas de prevención y protección de su medio ambiente. Siendo el agua es no de los recursos primordiales, motivo por el cual el hombre se preocupa por tratar de mantener este recurso lo menos contaminado posible. Al estar en contacto el agua con el aire, suelo existe una introducción de ciertos compuestos que lleguen a contaminar.
Uno de estos contaminantes son los metales pesados. En los últimos años ha aumentado el interés por el conocimiento del pape de los metales pesados en la salud y enfermedades humanas y por ende en el ambiente que nos rodea. El contenido de metales pesados en el agua, deber[a ser únicamente función de la calidad de agua que se tiene y la procedencia de la isma. para el reconocimiento de la contaminación se utillzan los «niveles referencia» que conllevan sistemas de alerta, vigilancia y control.
Metales pesados Metales pesados son aquellos cuya densidad es por lo menos cinco veces mayor que la del agua. Los más importantes son: Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Mercurio (Hg), Níquel (Ni), Plomo (Pb), Estaño (Sn) y Cinc (Zn). As y Se. aquellos elementos qumlcos que poseen un peso atómico comprendido entre 63. 55 (Cu) y 200. 59 (Hg), Dentro de los metales pes grupos: cierto umbral se vuelven tóxicos. Dentro de este grupo están: As, B, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Se y Zn.
Estos elementos minoritarios que se encuentran en muy bajas concentraciones en el suelo y agua que al evolucionar la vida, adaptándose a estas disponibilidades, ha ocurrido que las concentraciones más altas de estos elementos han vuelto tóxicas para los organismos, forman parte de sistemas enzimáticos, como el cobalto, zinc, molibdeno, o como el hierro que forma parte de la hemoglobina. Su ausencia causa enfermedades, exceso intoxicaciones. Metales pesados sin función biológica conocida, cuya presencia determinadas cantidades en seres vivos lleva aparejadas isfunciones en el funcionamiento de sus organismos.
Resultan altamente tóxicos y presentan la propiedad de acumularse en los organlsmos vivos. Son, principalmente: Cd, Hg pb, Cu, Ni, Sb, Bi Estos son los metales tóxicos cuya concentración en el ambiente puede causar daños en la salud de las personas. Los términos metales pesados y metales tóxicos se usan como sinónimos pero sólo algunos de ellos pertenecen a ambos grupos. La toxicidad de estos metales se debe a su capacidad de combinarse con una gran variedad de moléculas orgánicas, pero la reactividad de cada metal s diferente y consecuentemente lo es su acción tóxica.
Usualmente las moléculas suelen tener dentro de su estructura grupos sulfidrilos los cuales se combinan co los metales pesados enzimáticas del organismo. MOVILIDAD DE LOS METALES PESADOS Los metales pesados pueden quedar retenidos en el suelo, ya sea disueltos en la solución del suelo o bien fijados por procesos de adsorción, complejación y precipitación ser absorbidos por las plantas y así incorporarse a las cadenas tróficas, pueden pasar a la atmósfera por volatilización movilizarse a las aguas superficiales o subterráneas ESPECIACION DE METALES PESADOS Especiación química. Relación del metal con los constituyentes qumicos del agua. «proceso de cuantificación del hierro en cada una de las especies, que se puede encontrar en una muestra se lo de denomina » Especiación química » El agua químicamente pura no existe en la naturaleza, las aguas naturales contienen la mayoría de los metales pesados disueltos en ella. La mayona de los metales pesados son tóxicos, en general, y lo que los hace tóxicos no son sus características esenciales, sino las concentraciones en las pueden presentarse y el tipo de especie que forman en un determinado medio.
La importancia de la especiación. Las cantidades totales presentes constituyen una medida poco representativa de la posible toxicidad de un metal pesado. Resulta fundamental conocer la forma química bajo la que se presenta, es decir la especiación, pues la toxici mento es muy distinta también el grado de toxicidad que presente va a depender de la forma química de sí misma. No obstante, por su facilidad de medida y reproductibilidad, en estudios de contaminación se utilizan, muy frecuentemente los valores totales para definir los umbrales de contaminación.
El tipo de sustancia contaminante y la forma bajo la que se resente (soluble, cambiable, ligada, adsorbida, ocluida) va a influir decisivamente en el efecto contaminante producido. por ejemplo en el caso del hierro solo es tóxlco a muy elevada concentración, ya que el hierro se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y es uno de los elementos mas importantes para los biológicos. Su importancia biológica se encuentra influenciada por sus propiedades químicas, tales como valencia, solubilidad y grado quelación o de complejación en la muestra en la que se encuentre.
La interconversión entre Fe2+ y Fe3+ es una propiedad química esencial del ierro, que es utilizada por los microorganismos, plantas y animales, para sus metabolismos oxidativos y para la asimilación del metal. Al hierro se lo puede encontrar en las aguas formando diferentes especies: coloides, partículas minerales (sólidos en suspensión), o fases disueltas (cationes o iones complejos). Las formas coloidales suelen dar lugar a la formación de hidróxidos, incluyen una as partículas sólidas s OF o hidróxidos.
Adicionalmente, los compuestos orgánicos pueden constituir fases con gran capacidad de captura de cationes metálicos. FACTORES QUE AFECTAN SU ACUMULACION Y DISPONIBILIDAD pH. Es un factor esencial. La mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, El pH tiene un importante efecto sobre la materia orgánica. El pH, es un parámetro importante para definir la movilidad del catión, debido a que en medios de pH moderadamente alto se produce la precipitación como hidróxidos. En medios muy alcalinos, pueden nuevamente pasar a la solución como hidroxicomplejos.
Si el pH elevado entonces puede bajar la toxicidad metálica por precipitación como carbonatos e hidroxidos. La adsorción de los metales pesados está fuertemente condicionada por el pH del suelo (y por tanto, ambién su solubilidad). DUREZA DEL AGUA Si el agua tiene una elevada dureza entonces existe baja toxicidad porque existe la formación de carbonatos insolubles, también se presenta la adsorción de los metales en el carbonato Y hay una baja biodisponibilidad de los metales. El calcio y magnesio pnncpales cationes productores de dureza compiten con los metales por puntos activos en peces.
MATERIA ORGÁNICA Reac compleios de etales formando 6 OF en posición no disponible por las plantas. Por eso algunas plantas, de suelos orgánicos, presentan carencia de ciertos elementos como el Cu. La complejación por la materia rgánica del suelo es una de los procesos que gobiernan la solubilidad y la bioasimilidad de metales pesados. La toxicidad de los metales pesados se potencia en gran medida por su fuerte tendencia a formar complejos organometálicos, lo que facilita su solubilidad, disponibilidad y dispersión.
La estabilidad de muchos de estos complejos frente a la degradación por los organismos del suelo es una causa muy importante de la persistencia de la toxicidad. Pero también la presencia de abundantes quelatos puede reducir la concentración de otros iones tóxicos en la solución del suelo. CONDICIONES REDOX. El potencial de oxidación-reducción es responsable de que el metal se encuentre en estado oxidado o reducido. i) Cambio directo en la valencia de ciertos metales; por ejemplo, condiciones reductoras el Fe3+ se transforma en Fe2+, los iones reducidos son mucho más solubles. i) En segundo lugar, las condiciones redox pueden afectar indirectamente la movilidad de metales. Asi muchos metales están asociados o adsorbidos a hidróxidos de Fe y Mn, estos no son estables a Eh bajos y se convierten en Fes o FeC03 dependie diciones químicas, cuando esto S2- hasta convertirse en pirita. Cuando los suelos y sedimentos contienen antidades significantes de pirita se crean condiciones mas oxidantes, el S2- se oxida a S04- liberando cantidades de H2S04, el suelo se acidifica fuertemente y los metales se hacen muy solubles.
En definitiva, según la forma en la que se encuentre el metal retenido en el suelo, así será la disponibilidad relativa por las plantas y por tanto incorporación en los organismos. Se han registrado varias formas de extracción secuencial y se han dado muchas opciones, pero resultan 5 pasos principales para ver la especiación: 1 . fase intercambiable. 2. unido a la parte de carbonatos 3. enlazado a los oxidos de hierro y manganeso . enlazado a la materia orgánica 5. ligado a la materia mineral.
Algunos autores siguen las instrucciones de TESSIER quien utiliza sales como Cloruro de Bario cloruro de amonio, clorato de amonio, cloruro de magnesio, acetato de amonico, acetato de sodio en la etapa de extracción intercambiable, igualmente utilizaron diferentes soluciones para destruir la materia orgánica y para disolver la parte residual. En el caso de los suelos al ir transcurriendo el tiempo dismlnuye la disponibilidad de los metales, ya que se van fijando en las posiciones de adsorción más fuertes y e onsidera que la movilidad de los antidades.
METALES PESADOS SUS EFECTOS SOBRE LA SALUD La exposición a metales pesados en determinadas circunstancias causa de la degradación y muerte de vegetación, ríos, animales e, incluso, de daños directos en el hombre. Hoy día se conoce mucho más sobre los efectos de estos elementos, cuya exposición está relacionada con problemas de salud como retrasos en el desarrollo, varios tipos de cáncer, daños en el riñón, e, incluso, con casos de muerte.
Los metales pesados son peligrosos porque tienden a bioacumularse. La bioacumulación significa un aumento en la concentración de un producto uímico en un organismo biológico en un cierto plazo, comparada concentración del producto químico en el ambiente. La toxicidad de los metales pesados se basa en que estos influyen diversas formas en los procesos fisiológicos de los organismos. Los metales mas peligrosos para toda forma de vida son el mercurio, el cadmio y el plomo.
ARSENICO Se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, los minerales con mayores concentraclones son los arseniuros de cobre, plata, plomo, oro y sulfuros de arsénico. El compuesto de arsénio mas utilizado, el trióxido de arsénico y es subproducto de la fundició es de cobre V plomo. esiones y los niveles de concentración de arsénico en orina, sangre, cabello y unas se consideran como marcadores de exposición. La cuantificación arsénico en la orina es el mejor de estos indicadores.
El arsénico en los suelos puede ser disuelto y adsorbido/ absorbido por las arcillas o la materia orgánica. Muchos de estos procesos son mediados por la materia orgánica la que puede producir transformaciones del tipo: • Cambios de redox que inducen la transformación arsenlto- arsenato. • La biosíntesis de compuestos de arsénico. Las formas solubles del arsénico (p. ej. , ácidos metil arsénico [MMA]y imetil arsónico [DMA]) son fuertemente tóxicas.
La ingestión de grandes dosis lleva a problemas gastrointestinales, cardiovasculares, disfunciones del aparato nervoso, y finalmente a la muerte. Recordemos que el arsénico ha sido uno de los venenos de largo plazo más utilizados en la historia de la humanidad, siendo Napoleón (el emperador de Francia), la víctima más famosa. En general las formas inorgánicas son más tóxicas que las orgánicas, y el arsenito más pellgroso que el arsenato. CADMIO La toxicidad del cadmio es muy compleja y se basa en las múltiples posibilidades que tiene pa romoléculas remplazando otros
